薬用植物に関わる有用遺伝子の解析と応用への新展開

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10897021
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 正山 征洋 九州大学, 薬学部, 教授 (70037604)
• 研究分担者: 水上 元 名古屋市立大学, 薬学部, 助教授 (30128219) ; 野口 博司 静岡県立大学, 薬学部, 教授 (60126141) ; 池上 文雄 千葉大学, 薬学部, 助教授 (90159608) ; 斉藤 和季 千葉大学, 薬学部, 教授 (00146705) ; 海老塚 豊 東京大学, 薬学部, 教授 (90107384)
• キーワード: Medicinal Plant / Biosynthetic enzyme / Gene cloning / RAPD / Trans-genic plant / MAb against bioactive compouud

研究概要

地球上には多数の植物が生育しており、これに相応した天文学的な数の2次代謝産物を生産している.従ってそれら生合成酵素遺伝子も極めて多岐にのぼることは自明である.有用薬用成分に関わる生合成酵素及びその遺伝子、また、2次代謝産物の生合成をコントロールすることが可能と考えられるモノクローナル抗体遺伝子も本研究プロジェクトの守備範囲とした.特に分担者自身がメインテーマとして研究している領域につき詳細な調査研究を行った.
2次代謝産物の中で、近年各種の生理活性が明らかになってきている、フラボノイド、アントシアニン等は同一生合成経路により生成される.本プロジェクトでは、該当する生合成各酵素遺伝子に付き調査研究を行い、本経路の中間部分から終盤部分をクリアーにすることが出来た.
植物種に特徴的なトリテルベノイドは薬用に関連した化合物が多いのでこれらの周辺領域を中心に調査研究した.スクワレンからオキシドスクワシンを経由して各種トリテルペンを一気に生合成するオキシドスクワレンサイクレースにスポットを当て、これら遺伝子のクローニングを行い大腸菌やイーストでの発現系構築、酵素タンパクの発現を行い、その活性を確認する一連のステップを調査研究した.
遺伝子の多様性については、既に述べたが本プロジェクトでは、これらのマーカーとして植物分類を行う方法論を追究した.漢方で特に重要な生薬の原植物、Atractylodes属、Panax属植物につき開発した手法を中心に最新の方法論の把握と今後の研究の方向性を討議し追究した.
アルカロイド及びアミノ酸誘導体は生理作用が激しい化合物が多く、また、医薬品となっているものも少なくない.本分野では中枢毒性を有するisoxaqolinone誘導体の生合成経路を明確にし、また、生合成遺伝子を導入して重要なアルカロイドであるscopolamineの生産性を上昇させようという研究を展開し、本方法論の合理性、発展性につき調査研究し、討論した.
モノクローナル抗体はハプテン分子を高度に認識する機能を持つが、本プロジェクトにおいては抗forskolin MAbの小型化抗体遺伝子であるscFv遺伝子を作成し、大腸菌による大量発現の方法を確立した.この応用としてforskolin含有植物へ組み換えることにより2次代謝のコントロールが可能と考え、周辺領域の調査研究を行い、新しい方法論構築に一歩前進した.

研究成果

• [文献書誌] Y.Shoyama et al: "Monoclonol antibodies against noturally occurring biooctive compounds." Cytotechnology,in press.(1999)
• [文献書誌] Y.Shoyama et al: "Western blotting of steroidol olkaloid glycosides by an affinity columu using anti-solomargine monoclonal antibody." Cytotechnology,in press.(1999)
• [文献書誌] Y.Shoyama et al: "Ginsenosides using anti-ginsenaside Rbl monoclonal antibody." Biol.Phorm.Bull.22. 219-220 (1999)
• [文献書誌] Y.Shoyama et al: "Western blotting mothod for the immunostaing detection of glucuronides of glycyrrhetic acid using anti-ylcyrrhizin monoclonal antibody." Biol.Phorm.Bull.22. 221-223 (1999)
• [文献書誌] Y.Shoyama et al: "Preparation of monoclonal antibody aainst crocin and its characteri-zation." Cytotechnology,in press.(1998)
• [文献書誌] Y.Shoyama et al: "Formation of monoclonal antibody against a major ginseng component ginseneside Rb1 and its characterization." Cytotechnology,in press.(1998)
• [文献書誌] Y.Shoyama: "J.Lig.Chrom.&Rel.Tech.,in press" Marcel Dekker.Inc., 10 (1999)
• [文献書誌] Y.Shoyama: "Phytomedicine" Gustov Fischer Verlog, 18 (1998)