抗酸化物質を高生産するトランスジェニック薬用植物の作出

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11771478
• 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)
• キーワード: トランスジェニック植物 / アントシアニン / 抗酸化物質 / 糖転移酵素 / MYC / MYB / 薬用植物

研究概要

アントシアニン類を分子修飾する糖転移酵素を導入したトランスジェニック植物を作出し、アントシアニンをはじめとする抗酸化物質の高生産を目的として、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。
3-GTcDNAと5-GTcDNAをシソ(Perilla frutescens)ならびにペチュニア(Petunia hybrida)から単離し、これらのDNAを酵母で発現させて得た組み換えタンパク質を用いて基質ならびに反応部位特異性を解析しだした。その結果、2つの植物由来の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、これらのcDNAを導入し発現させたトランスジェニック薬用植物を作出する予定である。

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.: "Molecular 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)