2014 Fiscal Year Annual Research Report
四環性ジテルペン骨格の多様性をもたらす生合成メカニズムの分子生物学的解明
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25860076
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
山村 良美 富山大学, 大学院医学薬学研究部(薬学), 助教 (30464027)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 植物二次代謝 / ジテルペン / チトクロームP450 / 環化酵素 / 有用物質生産 / エリシター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究において、薬用植物スコパリアのジテルペン類（SDB）生合成経路の制御機構を解明することを目的としてcytochrome P450（P450）分子種に着目し、すでに単離されているエリシター誘導性のP450分子種の詳細な解析を行った。エリシター誘導性のP450候補遺伝子として単離したSdCYP5およびSdCYP6は、CYP71ファミリーに分類された。続いて、SdCYP5のアイソフォームの単離も行い、SdCYP7およびSdCYP8を得た。SdCYP5およびSdCYP8の遺伝子発現はスコパリア葉におけるSDB生合成活性と密接な関係を有していた。さらに、ジテルペン環化酵素群のクローニングを行ったところ、ent-kaurene synthase（SdKS）やent-kaurene oxidase (CYP701Aファミリーに属するP450)をコードする遺伝子（SdKO1）の単離にも成功した。次いで、SdKO1のアイソフォーム（SdKO2）も同時に取得した。得られたP450や環化酵素群を大腸菌で組み換えタンパク質を発現させるため、得られたクローンのORF部位を大腸菌発現ベクターに導入し、発現誘導を行ったところ、予想サイズの各組み換えタンパク質を得ることが出来た。今後は、触媒反応機構を詳細に解析していく予定である。
本研究で実施した生合成遺伝子のクローニングおよびエリシター添加による変動の解析は、エリシター制御機構の解明には必要不可欠であり、総合的な解析の基礎となる知見である。植物P450酵素の機能を化学物質を使って可逆的選択的に制御できれば、種や生育ステージ、期間や強度を選ばずに、生長分化やストレス応答、有用物質の生産等の制御を自在に行えるようになる。本研究は、その試みの一例であり、新たな創薬ターゲットとしての植物P450の可能性を提示するものである。
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