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リグニン及びリグナン生合成の遺伝的生化学的調節機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 02404015
研究種目

一般研究(A)

配分区分補助金
研究分野 林産学
研究機関京都大学

研究代表者

島田 幹夫 (1991-1992)  京都大学, 木質科学研究所, 教授 (50027166)

樋口 隆昌 (1990)  京都大学, 木材研究所, 教授 (00027153)

研究分担者 梅澤 俊明  京都大学, 木質科学研究所, 助手 (80151926)
黒田 宏之  京都大学, 木質科学研究所, 助手 (00115841)
島田 幹夫  京都大学木材研究所, 講師 (50027166)
研究期間 (年度) 1990 – 1992
研究課題ステータス 完了 (1992年度)
配分額 *注記
25,900千円 (直接経費: 25,900千円)
1992年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
1991年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
1990年度: 21,500千円 (直接経費: 21,500千円)
キーワードエナンチオ選択性 / (-)-セコイソラリシレジノール / ラリシレジノール / カルス / ちょうせんれんぎょう / リグナン生合成遺伝子 / PAL遺伝子 / リグニン / リグナン / 生合成 / エナンチオ選択的カップリング / キラルHPLC / リグナン生合成酵素遺伝子 / 立体選択的カップリング / PCR
研究概要

研究成果の概要の次のとうりである。先ず、7種類のラセミ体リグナンを化学合成し、これらのリグナンのエナンチオマー同士をキラルHPLCで分離する条件を検討した。次にこのキラルLCを質量分析計を直結したキラルLC-MSでリグナンを分析する条件を確立した。このことにより、安定同位体トレーサー実験とLC-MSによってリグナン生合成機構を検討する条件が確立された。
次に、ちょうせんれんぎょうから培養細胞系を誘導し、元の植物体と同程度にマタイレジノールを蓄積するカルスを得た。このカルスから得た酸素標品のセコイソラリシレジノール合成酸素活性は、元の植物体のそれに匹敵しており、季節を問わずリグナン生合成機構を検討するための実験系が確立された。
この培養細胞系と、元の植物体から得た酸素標品を用いて、セコイソラリシレジノールの生合成機構を検討した。この酸素標品は、コニフェリルアルコールと(+)-ラリシレジノールからのエナンチオ選択的な(-)-セコイソラリシレジノールの合成を触媒するが、同時に、コニフェリルアルコールからの非天然型のエナンチオマーの(-)-ピノレジノールと(-)-ラリシレジノールの生成を触媒した。結局コニフェリルアルコールからのセコイソラリシレジノールの生成には少なくとも2種の立体化学的性質の異なる還元酸素が関与していることが明かとなった。
リグナンの光学活性生成に関与すると考えられるペルオキシダーゼとNADPHキノンレダクターゼを、木化していないチョウセンレンギョンの若枝でモニターした。電気泳動とゲルろ過のパターンから、両酸素には多形が存在することが明かになった。同時にNADPH:H_2O_2酸化還元酸素の存在も示唆された。また、リグナン生合成に関与する遺伝子を明らかにするための戦略を、この生合成を念頭において論じた。

報告書

(4件)
  • 1992 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1991 実績報告書
  • 1990 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (12件)

  • [文献書誌] Toshiaki Umezawa: "Enantioselective lignan biosynthesis by cellfree extracts of Forsythia koreana" Biosci.Biotech.Biochem.,.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshiaki Umezawa: "Chiral HPLC andLC-MS analysis of several lignans" Mokuzai Gakkaishi.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshinari Isohata: "Lignan and lignan synthase production by Forsythia koreana callus" Mokuzai Gakkaishi.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshiaki Umezawa: "Biotechnology in Pulp and Paper Industry" Uni Publishers, 544 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Umezawa, H.Kuroda, T.Isohata, T.Higuchi, M.Shimada: "Enantioselective lignan biosynthesis by cell-free extracts of Forsythia Koreana" Biosci. Biotech. Biochem.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Umezawa, T.Isohata, T.Kuroda, T.Higuchi, M.Shimada: "Chiral HPLC and LC-MS analysis of several lignans" Mokuzai Gakkaishi.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Isohata, T.Umezawa, T.Kuroda, T.Higuchi, M.Shimada: "Lignan and lignan synthase Production by Forsythia koreana callus" Mokuzai Gakkaishi.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Umezawa, T.Isohata, H.Kuroda, T.Higuchi, M.Shimada: Uni Publ.,Tokyo. Chiral HPLC and LC-MS analysis of several lignans, In "Biotechnology in Pulp and Paper Industry" (Eds, M.Kuwahara and M.Shimada)., 507-512 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshiaki Umezawa: "Biotechnology in Pulp and Paper Industry" Uni Publisher, 544 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kuroda,T.Umezawa,T.Isohata,T.Higuchi,and M.Shimada: "A Peroxidase gene in relation to lignan biosynthesis,in “Biotechnology in Pulp and Papaer Industry"" Uni Publisher,

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] T.Umezawa,T.Isohata,H.Kuroda,T.Higuchi,and M.Shimada: "Chiral HPLC and LCーMS analysis of several lignans,in “Biotechnology in Pulp and Paper Industry"" Uni Publisher,

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] L.B.Davin,N.G.Lewis and T.Umezawa: "Enantioselective separation in phytochemistry" Prenum Press,

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書

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公開日: 1990-04-01   更新日: 2016-04-21  

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