| 研究課題/領域番号 |
20K05861
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
山口 拓也 筑波大学, 生命環境系, 助教 (00748527)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | シトクロムP450 / CYP94A / ニトロ基合成酵素 / 脂肪酸水酸化酵素 / ビワ |
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| 研究実績の概要 |
植物が生合成する二次代謝産物 (植物特化代謝物) は莫大な構造多様性を有している化合物群である。ニトロ基は医農薬品に頻繁に含まれる官能基であるが、ニトロ基を含む天然物は非常に少なく、植物のニトロ基合成酵素は未解明であった。ビワの花から見出した新規シトクロムP450 (CYP94A90) はフェニルアセトアルドキシムを(2-ニトロエチル)ベンゼンに変換する新規ニトロ基合成酵素である。だが、CYP94Aファミリーは脂肪酸ω水酸化酵素として知られており、双子葉植物に広く保存されている。そこで本研究では、CYP94A90とビワ以外の植物由来CYP94Aの脂肪酸ω水酸化活性とニトロ基合成活性を検出し、さらにCYP94A90の基質認識に関与する構造を解明することを目的とした。本年度は系統的に異なる植物からCYP94Aをクローニング、出芽酵母で発現し、ニトロ基合成活性を有しているか検討した。
ビワ (バラ科) に加え、ウメ (バラ科)、タバコ (ナス科)、ヤハズエンドウ (マメ科) からCYP94Aをクローニングした。これらのCYP94Aはアミノ酸配列で60~80%の相同性を有していた。これらを出芽酵母で発現し、フェニルアセトアルドキシムを基質として休止菌体反応を行った。生成物はガスクロマトグラフィー質量分析計を用いて分析した。その結果、すべてのCYP94Aを発現した出芽酵母において(2-ニトロエチル)ベンゼンが検出された。これらのことから、ニトロ化合物を生合成する植物は限られているにも関わらず、多くのCYP94Aがニトロ基合成活性を有していることが示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の計画通り、複数の植物からCYP94Aをクローニングし、酵母での発現系を構築した。また、すべてのCYP94Aがニトロ基合成活性を示すことを確認できたため、本研究課題は順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度は様々な植物由来CYP94Aをクローニング、出芽酵母で発現し、ニトロ基合成活性を有していることを明らかにした。来年度は、それぞれのCYP94Aのアルドキシムや脂肪酸に対する活性を調査し、比較する。また、CYP94Aのホモロジーモデルを作製し、CYP94Aの基質認識に関与するアミノ酸残基の推定を行う。
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