2009 Fiscal Year Annual Research Report
EST解析情報を利用した微細緑藻による有用炭化水素生合成メカニズムの全貌解明
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21380130
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
岡田 茂 The University of Tokyo, 大学院・農学生命科学研究科, 准教授 (00224014)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松永 茂樹 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (60183951)
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| Keywords | 微細藻類 / Botryococcus braunii / 生合成 / イソプレノイド / (E)-4-hydroxy-3-methylbut-2-eneyl 1-diphosphate reductase |
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| Research Abstract |
微細緑藻Botryococcus brauniiは大量の液状炭化水素を生産するため、再生産可能な代替エネルギー資源としての利用が考えられている。本藻種のB品種が生産するイソプレノイド系炭化水素は、従来から知られていたメバロン酸経路ではなく、近年存在が明らかになった「非メバロン酸経路」由来の前駆体により生産される。申請者は非メバロン酸経路の中でも、イソプレノイドの生産量に影響を及ぼす可能性のある、本経路の最終段階の反応に関与する酵素、(E)-4-hydroxy-3-methylbut-2-eneyl 1-diphosphate reductase (LytB)につき、翻訳領域を全て含むcDNAをクローニングすることに成功した。本藻種のLytBは503アミノ酸残基からなり、N末端には葉緑体移行シグナルペプチドと考えられる配列を含んでいた。LytBは好気条件下では失活するため、in vitroでのアッセイによる酵素活性の確認が難しい。そこでアラビノースの存在化でのみlytBが発現し、生存が可能となる大腸菌変異株に対し、本藻種由来lytBを導入した発現ベクターで形質転換を行うことで、遺伝子相補によりアラビノース非存在下においても生育可能となるかを確認した。その結果、葉緑体移行シグナルペプチド部位の有無に関わらず、本藻種由来のlytBは上記大腸菌変異株の遺伝子相補が可能であり、その遺伝子産物は大腸菌LytBと同等の機能を有していることが示された。また、培養段階の違いによりトリテルペン類生合成酵素活性の異なる藻体につき、リアルタイムPCRを用いてLytB mRNAの蓄積量の比較を行った。その結果、トリテルペン生合成酵素活性の高い対数増殖期の藻体で、LytB遺伝子の発現量は多く、同解素活性の低下する定常期には発現が抑えられる傾向が観察された。
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