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2020 年度 実績報告書

二次代謝産物生合成において細胞質型と液胞型酵素はどのように使い分けられるのか?

研究課題

研究課題/領域番号 18K05466
研究機関東洋大学

研究代表者

佐々木 伸大  東洋大学, 食環境科学部, 教授 (80422088)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードポリアシル化アントシアニン / グルコシルトランスフェラーゼ / アシルトランスフェラーゼ
研究実績の概要

キンジソウではアントシアニンの3段階目の糖修飾反応の基質となるcyanidin 3-malonylglucosideをトレビスから精製した。これを基質として、UDP-glucoseあるいはアシルグルコースを糖供与体として、キンジソウ葉から抽出した粗酵素液を用いて酵素反応を行ったところアシルグルコースを用いた反応液中にのみ基質にグルコースが結合したと考えられる物質が微量に検出された。この結果から、キンジソウにおいて3段階目の糖修飾反応は液胞型の酵素によって触媒される可能性が示唆された。RNA-seq解析から、アントシアニンを蓄積しない根と比較して蓄積している葉での発現が明らかに高い液胞型糖転移酵素に相同のcontigが4種獲得され、そのうちの3種がシグナルペプチドを有していることが予測された。
紫キャベツでは、昨年度までにアシル化の前段階である3分子のグルコースの転移に関わる酵素遺伝子を選抜していた。これらのうち、アントシアニンの3位のグルコースに更にグルコースを転移する酵素活性を持つものが2種存在していた。これら2種について、組換酵素を用いて生化学的解析を行ったところ、一種はアントシアンに対する基質特異性が高く、もう一種はフラボノールに対する基質特異性が高いことが判明した。また、RNA-seq解析の結果から、このフラボノールを好む糖転移酵素はアントシアニンを合成していない緑キャベツでも発現が認められたことから、フラボノールの配糖化に関連していると考えられた。糖修飾後のアシル化は液胞移行型のアシル基転移酵素によって触媒されることが昨年度までに推定されていた。RNA-seq解析によって液胞移行型のアシル基転移酵素を相同配列を検索したところ、緑キャベツと比較して紫キャベツでの発現量が高く、推定アミノ酸配列に液胞移行の可能性があるシグナルペプチドを有しているものを3種類獲得した。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件)

  • [雑誌論文] Identification of the Biosynthetic Pathway for Anthocyanin Triglucoside, the Precursor of Polyacylated Anthocyanin, in Red Cabbage2020

    • 著者名/発表者名
      Horiuchi Riko、Nishizaki Yuzo、Okawa Natsumi、Ogino Ayaka、Sasaki Nobuhiro
    • 雑誌名

      Journal of Agricultural and Food Chemistry

      巻: 68 ページ: 9750~9758

    • DOI

      10.1021/acs.jafc.0c03480

    • 査読あり

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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