分子エンジニアリングした植物糖転移酵素によるアンチオキシダント安定化に関する研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10557235
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 山崎 真巳 千葉大学, 薬学部, 講師 (70222370)
• 研究分担者: 田中 良和 サントリー株式会社, 基礎研究所, 主任研究員 ; 斉藤 和季 千葉大学, 薬学部, 教授 (00146705)
• キーワード: トランスジェニック植物 / アントシアニン / アンチオキシダント / 薬用植物 / 糖転移酵素 / MYC / MYB

研究概要

糖転移酵素を分子エンジニアリングによって改変するための基礎情報を得るためにアントシアニジン3-O-グルコシル転移酵素(3-GT)ならびにアントシアニン5-O-グルコシル転移酵素(5-GT)における基質特異性ならびに反応部位特異性を解析した。
シソ(Perilla frutescens)ならびにペチュニア(Petunia hybrida)から単離された3-GTcDNAと5-GTcDNAをそれぞれ酵母で発現させ、組み換えタンパク質を含む酵母祖抽出液を用いて糖転移反応をアッセイした。その結果、両方の植物由来の3-GTと5-GTタンパク質がそれぞれアントシアニジンの3位とアントシアニンの5位を特異的にグルコシル化することが明らかになった。この結果と各タンパク質の1次構造の比較から、反応部位特異性に関与するアミノ酸残基が推定された。また、シソ5-GTは、アントシアニンの3-グルコシド体、3-(p-クマロイル)-グルコシド体、3-ルチノシド体および3-(p-クマロイル)-ルチノシド体に対してそれぞれの5位をグルコシル化する活性を有した。一方、ペチュニア5-GTは、本来ペチュニアでの基質である3-(p-クマロイル)-ルチノシド体にのみ5-GT活性を示した。これらの結果から、シソとペチュニアの5-GT間で基質特異性が異なり、ペチュニア5-GTではより厳密に基質が選択されていることが明らかになった。
今後、タンパク質工学的解析により3-GTならびに5-GT酵素の基質・反応部位の選択制を決定するタンパク質の構造を明らかにする予定である。

研究成果

• [文献書誌] K. Saito, et al.: "Direct evidence for anthocyanidin synthase as a 2-oxoglutarate-dependent oxygenase: molecular cloning and functional expression of cDNA from a red forma of Perilla frutescens"Plant J.. 17. 181-189 (1999)
• [文献書誌] M. Yamazaki, et al.: "Mokecular cloning and biochemical characterization of a novel anthocyanin 5-O-glucosyltransferasw by mRNA differential display for plant forms regarding anthocyanin"J. Biol. Chem.. 274. 7405-7411 (1999)
• [文献書誌] Z-Z. Gong, et al.: "A constitutively expressed Myc-like gene involved in anthocyanin biosynthesis from Perilla frutescens: molecular characterization, heterologous expression in transgenic plants and transactivation in yeast cells."Plant Mol. Biol.. 41. 33-44 (1999)
• [文献書誌] Z-Z. Gong, et al.: "A light-inducible Myb-like gene that is specifically expressed in red Perilla frutescens and presumably acts as a determining factor af the anthocyanin forma"Mol. Gen. Genet.. 262. 65-72 (1999)