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ミシマサイコのサイコサポニン生合成の全容を分子生物学的に解明するために、次世代シークエンサーを用いて、ミシマサイコの根、茎、葉それぞれの部位についてトランスクリプトーム解析を行い、ESTデータベースを作成した。このESTデータベースを検索することで、サイコサポニン生合成に関与すると考えられる候補遺伝子を得ることに成功した。
サイコサポニンのアグリコンであるサイコゲニン生合成には、β－アミリンの酸化が必要で、シトクロムP450が、この酸化反応に関与していると思われる。そこで、根、茎、葉での部位別遺伝子発現パターンの解析、根特異的に発現しているシトクロムP450遺伝子の検索、さらに他の植物より得られたβ－アミリンを基質とするシトクロムP450のアミノ酸配列との類似性をもとに、これまでにミシマサイコから16種の新規シトクロムP450のcDNAクローニングに成功した。これら候補遺伝子を酵母で発現させ、機能解析を行った結果、β－アミリンの28位の炭素を水酸化するシトクロムP450、R144792や、16α位の炭素を水酸化するシトクロムP450、Rnn2525を同定することができた。これら2種のシトクロムP450は部位別の発現パターン等から、サイコサポニンの生合成に関与していると考えられる。その他にも、サイコサポニンの生合成に関与しているとは考えられないが、β－アミリンの28位の炭素をカルボン酸にまで3段階酸化しオレアノール酸を生合成するシトクロムP450、R197504を得ることにも成功した。
次にサイコゲニンの配糖体化酵素についてもシトクロムP450と同様の方法で同定を試みた。β－アミリンを基質とすると考えられるUGT73Cサブファミリーと類似性の高い2種のグリコシストランスフェラーゼのcDNAを単離し、機能解析のための大腸菌での組換え酵素の発現に成功した。
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