研究課題
コケ植物の分化制御に関わるカウレン酸代謝物の同定および生合成経路の解明を目指して、機器分析を用いた代謝物の検出および生合成酵素候補遺伝子の探索を展開した。カウレン酸合成能を欠失したコケ変異株は、細胞分化過程の進行が正常なものと比較して抑制される異常形質を持ち、カウレン酸の投与によって回復を示す。この応答を指標として、コケ生体からカウレン酸投与後の代謝物を抽出し、逆相系のカラム精製に伴う画分の分取、上記変異体を用いた生物検定に供し、カウレン酸と比較してより高極性の活性代謝物が存在することを検出した。LC-MS/MSを用いて分析を行った結果、カウレン酸投与依存的なピークであり、構造に関する情報が得られた。微量のため直接的な構造決定は困難と判断し、生産量を増やす検討を行いつつ、生合成酵素の特定に伴う代謝物合成・構造決定の計画を進めた。計画のとおり次世代シークエンサを用いた発現解析により生合成酵素の候補遺伝子を探した。見込みと違い候補絞り込みに幾つか条件の追加設定が必要となり、再検討する時間的遅延が発生したが、最終的に複数の候補遺伝子を絞り込めた。異種発現系を用いて組換え酵素を調製し、うち一種がカウレン酸を基質とする代謝反応触媒活性を持つことを確認した。酵素合成で調製した変換物をNMRで解析し、構造を決定した。加えて、当該遺伝子の破壊株作出も開始した。この代謝物がコケに内在性であることも確認できた。
2: おおむね順調に進展している
機器分析を用いたカウレン酸代謝産物の検出が予定どおり奏功した点と、多少スケジュールの遅延が発生したものの結果的に次世代シークエンサで得た情報を利用して生合成酵素遺伝子の特定に至った点を考慮して、おおむね順調に進展していると考えている。
最終年度として残り半年の期間内を想定し、特定した代謝酵素に関する遺伝子破壊株の解析が急務の課題となる。加えて、先行するカウレン酸投与で見出した活性型代謝物の解析結果と合わせ、報文として纏める方向で準備する。
すべて 2017 2016
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Scientific Report
巻: ６ ページ: 25316
10.1038/srep25316
