研究課題
本年度はダウリクロメン酸の生合成前駆体であり、また植物成分としては極めて稀なファルネシル化ポリフェノールであるグリフォリン酸の生合成に関わる芳香族プレニル転移酵素RdPT1について各種基礎研究を行った。植物二次代謝経路のプレニル転移酵素は多くがプラスチドに局在し、MEP経路由来のイソプレノイドを基質とするが、一方グリフォリン酸の前駆体farnesyl diphosphate（FPP）は一般に細胞質のメバロン酸経路で合成される。私はイソプレノイド経路の代謝阻害実験を試み、この結果グリフォリン酸のファルネシル基はMEP経路に由来するという予想外の知見を得た。そこでプラスチド局在型のプレニル転移酵素をスクリーニングし、組み換え酵素の生化学的解析を行うことにより、グリフォリン酸を合成する新規プレニル転移酵素（RdPT1）をコードする遺伝子を同定した。従来知られていた二次代謝系プレニル転移酵素はいずれもDMAPP（C5）あるいはGPP（C10）に特異的であり、FPP（C15）を生理基質として反応するのはRdPT1が初めてであった。次いでRdPT1の生化学的性質を詳細に解析し、本酵素がFPPのみならず、GPP（C10）やGGPP（C20）を受容するユニークな基質特異性を示すことを明らかとし、さらにその構造基盤について分子モデリングにより詳細に考察した。本研究の成果は現在国際誌に投稿中である。本研究課題では昨年度までにダウリクロメン酸の生合成経路を構成するorcinol synthaseおよびDCA synthaseの遺伝子クローニングに成功しており、プレニル転移酵素RdPT1の発見により当初の目的通りダウリクロメン酸の生物生産に向けた基盤整備を完了したと言える。現在、酵母Pichia pastorisを宿主とした各酵素遺伝子の発現による生物生産システム確立に向けた基礎研究を行っている。
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