ブラシノステロイドの生合成発現調節に関する研究

• Project/Area Number: 07456056
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Bioproduction chemistry/Bioorganic chemistry
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 桜井 成 理研, 研究員 (10087562)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤岡 昭三 理化学研究所, 植物生活環制御研究室, 先任研究員 (60165355)
• Project Period (FY): 1995 – 1997
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1997)
• Budget Amount: ¥6,300,000 (Direct Cost: ¥6,300,000); Fiscal Year 1997: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 1996: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 1995: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
• Keywords: ブラシノステロイド / 生合成 / ニチニチソウ培養細胞 / アラビドプシス矮性変異株 / ブラシノステロイド欠損変異株 / ニチニチソウ / 植物培養細胞 / 生合成調節

Research Abstract

1.ブラシノステロイドの新たな生合成経路
ニチニチソウ培養細胞の内生ブラシノステロイドとして、これまでに同定された6位にケトン基をもつ一連のブラシノステロイドのほかに、6-デオキソ系のブラシノステロイドの存在を見い出した。このことは、先に我々が実証した6位がまず酸化されてからブラシノステロイドが生成する経路、"早期C6酸化経路"、とは異なる新たな経路も、この培養細胞で働いていることを示している。重水素ラベルの6-デオキソ系ブラシノステロイド中間体を培養細胞に与え、その代謝をGC-MS分析により追究した結果、6-デオキソティーステロンが、3-デヒドロ-6-デオキソティーステロン、6-デオキソティファステロールを経て6-デオキソカスタステロンに変換された後、6位が酸化されてカスタステロン、ブラシノライドが生成する'後期C6酸化経路"が明かとなった。
2.シロイヌナズナ(アラビドプシス)のブラシノステロイド生合成変異株
最近、ブラシノステロイドを欠損したアラビドプシスの矮性変異株が見い出され、det2変異株については、DET2遺伝子が哺乳動物のステロイド還元酵素とホモロジーのあることが明かにされている。J.Choryのグループと共同研究により、det2変異株と野生株との内生ステロイドを調べたところ、det2ではカンペスタノールのレベルが野生株に比して著しく低く、det2変異株は、ブラシノライド生合成の最初の前躯体であるカンペステロールをカンペスタノールに変換する段階が欠損しているものと推定された。
今後、これら変異株を用いた解析により、ブラシノステロイドの生合成酵素やその発現調節に関して分子レベルでの追究へ展開を図りたい。

Research Products

• [Publications] Choi,Y.-H.et al: "A Brassinolide Biosynthetic Pathway via 6-Deoxocastasterone." Phytochemistry. 43. 593-596. (1996)
• [Publications] Fujioka,S.et al.: "Identification of Castasterone,6-Deoxocastasterone,Typhasterol and 6-Deoxotyphasterol from the Shoots of Arabidopsis thaliana." Plant Cell Physiol.37. 1201-1203. (1996)
• [Publications] Sakurai,A.et al: "Biosynthetic Pathways of Brassinosteroids." Proceedings of 23rd PGRSA,July 1996,Calgary,Canada. 8- (1996)
• [Publications] Li,J.et al: "A Role for Brassinosteroids in Plant Development." Proceedings of 23rd PGRSA,July 1996,Calgary,Canada. 11- (1996)
• [Publications] Choi,C.-H.et al: "Biosynthesis of Brassinolide through Late C6-Oxidation Pathway" Phytochemistry. (in press)
• [Publications] 桜井成,他: "ステロイド系植物ホルモン・ブラシノステロイドの生合成." バイオサイエンスとインダストリー. 55. 38-40. (1997)
• [Publications] Sakurai,A.et al.: "Catharanthus roseus (Vinca rosea) : In Vitro Production of Brassinosteroids." Biotechnology in Agriculture and Forestry,Vol.37 Medicinal and Aromatic Plants IX Y.P.S.Bajaj (Eds.) Berlin Heideruberq : Springer-Verlag., 87-96 (1996)
• [Publications] Fujioka, S. et al: "ldentification of a new brassinosteroid, cathasterone, in cultured cells of Catharanthus roseus as a biosynthetic precursor of teasterone." Biosci. Biotech. Biochem.,. 59. 1543-1547 (1995)
• [Publications] Suzuki, H. et al: "biosynthesis of brassinosteroids in seedlings of Catharanthus roseus, Nicotiana tabacum and Oryza sativa." Biosci. Biotech. Biochem.,. 59. 168-172 (1995)
• [Publications] Fujioka, S.et al: "Biological activities of biosynthetically related congeners of brassinolide." Biosci. Biotech. Biochem,. 59. 1973-1975 (1995)
• [Publications] Suzuki, H.et al: "Conversion of 24-methylcholesterol to 6-oxo-24-methylcholestanol, aputative intermediate of the biosynthesis of brassinosteroids, in cultured cells of C. roseus." Phytochemistry,. 40. 1391-1397 (1995)
• [Publications] 藤岡昭三,他: "ブラシノステロイドの生合成とその調節" 植物の化学調節. 30. 137-141 (1995)