マメ科植物-微生物間で作用するフラボノイドの生合成機構

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07640872
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 綾部 真一 日本大学, 生物資源科学部, 助教授 (40050679)
• 研究分担者: 青木 俊夫 日本大学, 生物資源科学部, 助手 (80287606)
• キーワード: 植物-微生物相互作用 / マメ科植物 / フラボノイド / クローニング / Glycyrrhiza echinata / 6'-Deoxychalcone synthase / Cytochrome P450 / O-Methyltransferase

研究概要

微生物との相互作用において機能するマメ科植物フラボノイドの生合成鍵反応に関与する次の酵素について,遺伝子クローニングと発現解析を通じて反応機構と生理機能を検討した.
1.6'-Deoxychalcone synthase (DOCS):エリシター刺激したカンゾウ(Glycyrrhiza echinata)培養細胞より,活性フラボノイド生合成の導入酵素DOCSのコンポーネントchalcone synthase (CHS)とpolyketide reductase (PKR) cDNAを得た.PKRは前年度に解析したが,今回CHSの全長クローンを取得し全配列を決定した.PKRとともに大腸菌で発現させることによりDOCS反応機構の解明に利用できると期待される.
2.O-メチル転移酵素(OMT):アルファルファ根のメチル化カルコンは,共生窒素固定細菌のnod geneを誘導する.この化合物の生成に関わるchalcone methyltransferase (CHMT)は,カンゾウのレトロカルコン生合成中間体licodioneをもメチル化する(7年度).今回カンゾウからOMTの共通配列に基づくPCRにより得た断片を使ってスクリーニングした結果,CHMTとlicodione methyltransferase (LMT)の両活性を持つ酵素のcDNAがクローン化された,この酵素のレトロカルコン生合成における役割,対微生物機能を考察した.
3.Cytochrome P450 (Cyt P450):同じ基質(liquiritigenin)に対する異なるCyt P450が,微生物との共生と,感染からの防御に関わるフラボノイド生合成分岐に関与している.7年度に得たCyt P450 PCR断片の配列決定を行い,これらが8種類に分類でき,内2種はcinnamate 4-hydroxylase (CA4H)であることを明らかにした.さらにCA4H及び2種の機能未知の全長クローンを得た.これらのエリシター刺激に対する発現パターンより,マメ科植物細胞の対微生物応答におけるこれらの酵素の生理機能が示唆された.

研究成果

• [文献書誌] T.Akashi et al.: "A cDNA for polyketide rductase (accession No.D83718) that catalyzes the formation of 6'-deoxychalcone from cultured Glycyrrhiza echinata L.cells (PGR96-023)" Plant Physiology. 111(1). 347- (1996)
• [文献書誌] M.Ichimura et al.: "Enzymatic O-methylation of isoliquiritigenin and licodione in alfalfa and licorice cultures" Phytochemistry. (in press). (1997)
• [文献書誌] M.Haga et al.: "A cDNA for S-adenosyl-L-methionine : isoliquiritigenin/licodione 2'-O-methyltransferase (accession No.D88742) from cultured licorice (Glycyrrhiza echinata L.) cells (PGR97-014)" Plant Physiology. (in press). (1997)
• [文献書誌] T.Akashi et al.: "Cloning of cytochrome P450 cDNAs from cultured Glycyrrhiza echinata L.cells and their transcriptional activation by elicitor-treatment" Plant Science. (in press). (1997)