2012 Fiscal Year Annual Research Report
ウリ科植物の苦味配糖体サポニン生合成系酵素遺伝子群の機能解析
Publicly Offered Research
| Project Area | Biosynthetic machinery: Deciphering and regulating the system for bioactive metabolite diversification |
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| Project/Area Number |
23108528
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| Research Institution | Kazusa DNA Research Institute |
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Principal Investigator |
鈴木 秀幸 公益財団法人かずさDNA研究所, 産業基盤開発研究部, 主席研究員 (80276162)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | オミックス統合解析 / サポニン生合成 / 酸化酵素 / オキシドスクアレン環化酵素 / 次世代シークエンサー / EST解析 / ウリ科植物 / 苦味配糖体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ウリ科植物ニガウリ（Momordica charantia）の苦味配糖体サポニン生合成経路と生合成酵素（OSC 、水酸化酵素、配糖化酵素など）の全貌を解明することを目指し、次世代シークエンサーを用いて、ニガウリの10種類の器官（葉、茎、果実、根など）のRNA-Seq解析を行い、4種類のoxidosqualene環化酵素（OSC）遺伝子を見出した。それらの全長配列を取得後、酵母GIL77株を用いて発現機能解析を行った結果、それぞれcucurbitadienol、cycloartenol、β-amyrinおよびisomultiflorenolを単一生成物として与えるOSCであることが明らかとなった。
キュウリゲノム情報から、cucurubitadienol骨格を直接酸化する酵素にCYP81が関与している可能性が示唆されたことより、ニガウリ由来のcucurubitadienol合成酵素（McCBS）遺伝子及びMcCYP81遺伝子がトリテルペン生合成遺伝子クラスターを形成すると仮定すると、同じ遺伝子発現制御を受ける事が推測される。そこで、RNA-Seq解析での各植物器官のRPKM(Reads per kilo base per million)を利用した相関解析により、ニガウリ由来のMcCBS遺伝子と同じ遺伝子共発現パターンを示すMcCYP81-6の遺伝子クローニングを行った。
McCYP81-6遺伝子機能解析に関しては、cucurubitadienol 生産酵母に導入して、質量分析機器分析を行った。LC-MS分析結果により、m/z=441[M+H]のcucurubitadienol の酸化物と思われる酵素反応生成物を検出した。現在、酵素反応生成物詳細な構造解析中である。
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| Research Progress Status |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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