研究課題
コケ植物の分化制御に関わるカウレン酸の代謝物質の同定と生合成経路を目的として、機器分析を用いた代謝産物の検出と生合成酵素遺伝子の探索を展開した。カウレン酸合成能欠失コケ変異株の細胞分化が抑制される形質がカウレン酸の投与で回復する応答を指標として、生理活性を有するカウレン酸投与後の代謝物を追跡している。カウレン酸を投与した植物抽出物を逆相HPLC分取し、その画分を変異体へ再投与試験することでカウレン酸よりも極性の高い画分において活性が認められた。さらにLC-MS/MSを用いた機器分析から、カウレン酸投与依存的にピークを検出することを確認した。これら代謝産物は微量であり構造決定は困難であると考え、生産量を増やす条件の検討とともに生合成酵素を特定し、酵素合成によって代謝産物を合成する計画を進めた。生合成酵素は同定されておらず、候補遺伝子は次世代シークエンサを利用した発現解析で探索した。LC-MS/MSで検出したカウレン酸代謝産物の生産時期を指標に調製したmRNAをシークエンス解析に供し、得られたデータから複数の候補遺伝子を絞り込んだ。組換え酵素の調製を行い、カウレン酸との酵素反応に供したところ、カウレン酸を基質として変換反応を触媒する酵素を同定した。さらに変換物を酵素合成により調製してNMRで解析したところ、構造を矛盾なく決定できた。
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と、次世代シークエンサを利用した生合成酵素遺伝子の特定が計画通りに進行した。当初想定したより多数の代謝産物を検出したが、来年度以降も構造と生合成酵素を特定できる可能性が高く、概ね順調に進展している。
まず、特定した酵素の植物内での機能を明らかにするため、欠損変異体などの作出に取り組む。また、検出できたカウレン酸代謝産物の構造決定と生合成酵素の同定も計画通りに進める。
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Scientific Report
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