2014 Fiscal Year Annual Research Report
新たな天然薬用資源としての高等植物の潜在的二次代謝能の顕在化とその応用
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23590146
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
黒崎 文也 富山大学, 医学薬学研究部(薬学), 教授 (70143865)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 康夫 富山県立大学, 工学部, 教授 (20254237)
荻田 信二郎 富山県立大学, 工学部, 准教授 (50363875)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2015-03-31
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| Keywords | 植物 / バイオテクノロジー / 物質生産 / 遺伝子 / 有用資源 / 情報伝達機構 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Aquilaria microcarpa培養細胞を材料として、この植物が産生する芳香性セスキテルペンであるdelta-guaieneの生合成酵素 (delta-guaiene synthase、以下、delta-GSと略記) をコードする遺伝子の転写活性の誘導条件について検討した。その結果、イーストエキスあるいはmethyl jasmonate (以下、MJと略記)で培養細胞を処理することで、delta-GS遺伝子の発現が顕著に誘導されることを見出した。この転写活性は処理後30分を経過した時点で既に検出され、その後6時間程度は高いレベルを保つことが示された。次いで、RACE法によってdelta-GS遺伝子の全長を単離し、その翻訳領域(547アミノ酸)を大腸菌に導入してglutathione-S-transferaseとの融合タンパクとして生成するよう過剰発現させた。生成した組み換えタンパクをアフィニティカラムクロマトグラフィーにより精製し、基質であるfarnesyl diphosphateとMg2+存在下インキュベートして触媒特性を検討した。反応生成物を抽出してGC-MSで解析したところ delta-guaiene、alfa-guaiene 並びにgermacrene Aの存在が確認された。
一方、calmodulin遺伝子の導入により情報伝達系を改変したA. microcarpa培養細胞を作成したところ、イーストエキスやMJ刺激の非存在下でdelta-GS遺伝子の発現が認められた。この観察は、細胞内Ca-カスケード関連遺伝子の導入による情報伝達系の活性化によって、通常の状態では発現していない二次代謝関連遺伝子の転写が誘導されることを意味しており、この手法が高等植物の潜在的な天然物生産能を顕在化させるための新たな方法論となりうることを示すものと考えられる。
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[Journal Article] Induction, cloning and functional expression of a sesquiterpene biosynthetic enzyme, delta-guaiene synthase, of Aquilaria microcarpa cell cultures.2014
Author(s)
Lee, J. B., Hirohashi, S., Yamamura, Y., Taura, F. & Kurosaki, F.
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Journal Title
Natural Product Communications
Volume: 9
Pages: 1231-1236
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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