| 研究概要 |
本研究では、芳香族化合物にプレニル基を転移する二次代謝系プレニルトランスフェラーゼの構造、発現調節および酵素化学的性質の解明を目的としている。
ムラサキからクローニングしたプレニルトランスフェラーゼのcDNA (LePGT-1および-2)を用い、両分子種を個別に検出したところ、両者とも暗黒下においては非常に強く発現が誘導されるのに対し、光照射下では逆に強く抑制されることを明らかにした。また同様の発現抑制は、NH^+_4、および2,4-Dにおいても認められた。これに対し本遺伝子の発現は、ジャスモン酸メチルや酸性多糖で誘導された。これらの発現調節は、ゲラニルトランスフェラーゼ活性の変動と極めて良く一致していた。
次いで、酵母のプレニルトランスフェラーゼ遺伝子Coq2の破壊株において、LePPTcDNA2種を発現させた。その結果、形質転換酵母のミクロソーム画分において明らかな4-hydroxyben zoic acid (4HB): geranyltransferase活性が認められ、ムラサキの本遺伝子産物が確かに4HBのゲラニル化酵素をコードしていると証明した。またこのリコンビナント酵素は、プレニルドナーとしてgeranyldiphosphateのみを特異的に基質として認識することを明らかにした。
ムラサキ植物体において、シコニンは根の表皮細胞にのみ特異的に局在する。この代謝産物蓄積の組織特異性について、in situ hybiridizationにより検討を加え、LePGT遺伝子の生理的役割を検定した。その結果、LePGT-1は根の表皮細胞と根毛のみで強く発現しており、シコニン蓄積部位との良い一致を見た。このことより、少なくともLePGT-1の発現様式が、シコニン生合成の鍵酵素酵素として、その最終二次代謝産物の表皮細胞特異的発現に対して大きな寄与をしていることが裏付けられた。
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