2014 Fiscal Year Annual Research Report
昆虫食害が引き起こす植物の誘導抵抗反応に着目したアミノ酸由来ニトリル生合成の解明
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24780114
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| Research Institution | Akita Prefectural University |
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Principal Investigator |
野下 浩二 秋田県立大学, 生物資源科学部, 助教 (40423008)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ニトリル / 生合成 / アミノ酸代謝 / 昆虫食害 / ジャスモン酸 / 誘導抵抗反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物において珍しいニトリル生合成に着目し，その生成誘導や生合成経路を解明するために，代謝物の解析や生合成関連酵素の探索からアプローチした．
オオイタドリにおいて，アミノ酸のフェニルアラニンがフェネチルアミンやフェニルアセトアルドキシムを経て，フェニルアセトニトリルへと代謝されることを明らかにし，その生合成関連酵素の一つとして，ジャスモン酸メチル処理したオオイタドリ葉からフェニルアラニンをフェネチルアミンへと代謝する候補遺伝子を見出した．これが PLP 依存型の芳香族アミノ酸脱炭酸酵素と予想し，今年度 (H26 年度)，その塩基配列の解析を進めたが，当初の予想に反し，PLP 依存型のメチオニンγリアーゼであることがわかった．既知の反応機構から，本リアーゼはフェネチルアミンの生成に関与しないことが示唆されるが，現段階では，その詳細は明らかにできていない．一方，イソバレロニトリルを放出するアレチマツヨイグサにおいて，重水素標識したロイシンが本ニトリルに取り込まれることを明らかにし，同時にロイシン由来の未知成分の存在も確認していた．この未知成分の構造解析を進めた結果，イソ吉草酸イソペンチルと同定した．このエステルの構成成分であるイソ吉草酸はイソバレロニトリルから生成すると予想でき，植物においてもニトリル分解微生物と似たニトリル代謝経路が存在することが示唆された．
期間全体として，オオイタドリとアレチマツヨイグサにおいて，その代謝物の解析から，アミノ酸からアルドキシムを経由してニトリルが生合成されることが明らかとなった．ニトリル生合成に関わる芳香族アミノ酸脱炭酸酵素の同定には至らなかったが，これまで十分わかっていなかった植物ニトリルの生物活性について，天敵を誘引する活性を見出し，また，代謝物の解析から，想定していなかったニトリル代謝経路の存在を示唆する結果を得ることができた．
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