2019 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the biosynthetic pathway for the effective production of phenylethanoid glycosides in medicinal plants
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18K19186
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
松藤 寛 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (70287605)
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2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | フェニルエタノイド配糖体 / アクテオシド / 生合成経路 / トランスクリプトーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
フェニルエタノイド配糖体(PhGs)は、薬用植物に広く分布し、様々な薬理作用をもつことから、医薬品またはこれらをリード化合物とした創薬利用が期待されている。しかし、代表的な化合物であるアクテオシド（Act）でさえ、生合成経路が不明で、大量発現系が構築されておらず、疾病治療に用いるための量産化が大きな課題となっている。先行研究で、ゴマ草が成長過程で他の植物体と比べ、葉中に多量のActを生産すること(最大12.9%)、また組織培養にて，葉中に存在する他のフラボノイドやイリドイドを生産せず、ActやPhGsのみを生産する培養細胞株を確立することが出来た。さらに，ジャスモン酸メチルの添加により、Actのみが高生産されること（72ｈ後5.5倍）、またトランスクリプトーム解析よりAct骨格形成に重要な配糖化及びアシル化に関わる酵素の候補遺伝子を絞り込むことができた。そこで、本年度は配糖化酵素をクローニング及び発現させ、酵素の機能解析を行った。配糖化候補遺伝子のうち、有意に発現量が増加した上位4種遺伝子をPCRで増幅後、発現ベクターにサブクローニングし、大腸菌もしくは酵母を宿主とした組換え酵素を調製した。これら酵素のアッセイを試みたところ、Act生合成経路上の基質として推定されるチロソールやヒドロキシチロソールに対する配糖体化活性は認められず、他のフェノール性化合物の配糖化を示すことから、別の生合成に関与する酵素遺伝子であることが示唆された。そこで、配糖化候補遺伝子の系統樹を構築し、酵素遺伝子の絞り込みを行った。結果、ヒドロキシチロソールへの配糖体化活性が報告されているUGT72B14と同じクレードに属する遺伝子3種を絞り込めた。これらをクローニング及び発現させ、酵素活性を調べたところ、Contig13760及び33692はヒドロキシチロソールのみにUGT活性を有することが判明した。
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| Remarks |
研究成果の一部は、研究室HP、一般市民講座、学部で実施されたオープンキャンパス等を通じて、高校生、大学生、一般市民に広く情報提供した。
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Research Products
(11 results)
