エンバクにおけるファイトアレキシンの生成経路とその調節機構の解明

• Project/Area Number: 08760116
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Bioproduction chemistry/Bioorganic chemistry
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 石原 亨 京都大学, 農学部, 助手 (80281103)
• Project Period (FY): 1996
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1996)
• Budget Amount: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 1996: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: エンバク / ファイトアレキシン / アベナンスラミド / エリシター / 生合成

Research Abstract

エンバクのファイトアレキシン、アべナンスラミド類は桂皮酸とアントラニル酸が縮合した化学構造をもっている。したがって、アベナンスラミド類は構成要素となるアントラニル酸と桂皮酸CoAが酵素的に縮合して生合成されるものと想定される。そこで、キチン分解物をエリシターとし、エリシター処理をおこなったエンバクの葉切片から粗酵素を抽出し、この反応を触媒する酵素活性の検出及び測定をおこなった。
その結果、エリシター処理をおこなったエンバクの抽出物中にこの酵素活性が顕著に増加していることが見いだされた。エリシターに用いたキチン分解物の中ではN-アセチルグルコサミンの5量体が最も強くこの酵素活性を誘導し、この誘導はエリシター濃度に依存するものであった。また、エリシター処理からの酵素活性の変化は生成物であるアベナンスラミド類の蓄積に先立つものであった。これらの実験結果から、この酵素活性が実際に植物組織内でファイトアレキシンの生合成を担っていることが示唆された。さらに、天然に存在するアベナンスラミドの構成要素となるアントラニル酸誘導体、および桂皮酸類CoAチオエステルがいずれもこの酵素の基質となったため、アべナンスラミド類はいずれも対応する構成要素の直接縮合によって生合成されると推察された。最も良い基質になったのはアントラニル酸側では5-ヒドロキシアントラニル酸であった。これは5-ヒドロキシアントラニル酸を構成要素とするアべナンスラミドAが誘導される化合物の主成分である事実と一致する。一方桂皮酸側ではフェルロイルCoAが最も効率よい基質であった。これはアべナンスラミドBがマイナ-成分である事実と一致しなかった。生合成の上流で誘導量が制御されている、もしくは代謝速度が異なるといった理由が考えられる。