著者

明石 智義 嶋田 典基 青木 俊夫 綾部 真一

出版者

日本植物生理学会

雑誌

日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集

巻号頁・発行日

vol.2006, pp.345, 2006

---

イソフラバンvestitolはミヤコグサなどマメ科<I>Lotus</I>属植物のファイトアレキシンである.これまでにvestitol生合成系の酵素・遺伝子の殆ど全てが同定されたが,イソフラバン骨格の生合成機構は未知であった.リグナン合成系に見出される,プテロカルパンからイソフラバンへの変換と形式的に同等の反応を触媒する還元酵素のホモログをミヤコグサから得て,基質特異性を検討した.ミヤコグサESTデータベースからフェニルクマランベンジルエーテル還元酵素 (PCBER)様の2配列(<I>PTR1</I>, <I>PTR2</I>)を選抜した.PTR1とPTR2は,PCBERやイソフラボン還元酵素とアミノ酸レベルで60%の同一性を示した.大腸菌系で発現したPTR1とPTR2は,NADPH存在下で(-)-medicarpinからvestitolの変換を触媒した.一方,リグナンや2'-hydroxyformononetinを用いたアッセイでは生成物は見られなかった.以上より,PTR1とPTR2がプテロカルパン還元酵素活性を持つことがわかった.ミヤコグサ幼植物体では<I>PTR</I>遺伝子は常に発現し,vestitol生合成のエリシターである還元型グルタチオン処理による発現誘導はみられなかった.今後,酵素反応の速度論的解析や,ミヤコグサ植物体や培養細胞での酵素活性と遺伝子発現の相関を検討し,PTRの植物細胞内での役割を明らかにする.

著者

小澤 友香 青木 俊夫 加藤 謙之 今泉 隆次郎 島村 昌幸 佐藤 修正 田畑 哲之 由田 和津子 作田 正明 綾部 真一

出版者

日本植物生理学会

雑誌

日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集

巻号頁・発行日

vol.2010, pp.235, 2010

---

縮合型タンニン(CT)はアントシアニン生合成の中間体であるフラバン-3,4-ジオールとその誘導体フラバン-3-オール(カテキン類)の重合体で、抗菌作用や昆虫に対する防御作用、食品成分として健康増進に役立つなど、様々な生理活性が注目されている。発表者らはCT生合成調節機構の解明を目的として、アントシアニンとCTがともに欠失しているマメ科モデル植物ミヤコグサ(<I>Lotus japonicus</I>)の<I>viridicaulis1</I>(<I>vic1</I>)および<I>vic2</I>変異体を解析している。昨年の本大会では<I>VIC1</I>がbHLH型転写因子をコードすることを発表した。今回、<I>vic2</I>遺伝子のポジショナルクローニングを行い候補遺伝子の塩基配列を調べたところ、WD40リピートタンパク質をコードするシロイヌナズナの<I>TTG1</I>オルソログの354番目の塩基にナンセンス変異が見つかり、翻訳産物のWD40リピートドメインが欠失していることが推定された。野生型遺伝子を用いて<I>vic2</I>の相補実験を行ったところ、アントシアニンとCTの蓄積が確認された。リアルタイムPCRによる発現解析の結果、<I>vic1</I>および<I>vic2</I>変異体ではジヒドロフラボノール4-還元酵素とアントシアニジン合成酵素をコードする遺伝子の転写物レベルが大きく低下し、相補株では回復しており、VIC1とVIC2がこれら酵素遺伝子の調節因子であることがわかった。

著者

古野 哲郎 神山 亜紀 明石 智義 臼井 真理子 高橋 武美 綾部 真一

出版者

Japanese Society for Plant Cell and Molecular Biology

雑誌

植物組織培養 (ISSN:02895773)

巻号頁・発行日

vol.10, no.3, pp.275-280, 1993

被引用文献数

10

---

西洋タンポポのカルス培養細胞から完全な植物体を再生させた. カルス細胞をNAAとBAを添加した1/2MS培地上明所で培養すると, 一部の培地上で著しいシュートの形成が見られた. ホルモン無添加培地で発根させ, バーミキュライトを経てポット中の土壌に移植したところ, 開花し, 種子を得る事ができた. カルス培養ではトリテルペン酸 (オレアノール酸, ウルソール酸) が顕著に検出されたが, 再分化すると検出されなくなり, 代わりに分化器官ではトリテルペン-3-オール量が増加した. トリテルペン-3-オールの組成をHPLCで解析したところ, カルスではα-およびβ-アミリンが主要な成分であるのに対して, 分化器官ではタラキサステロール, ルペオールなどがさらに見出され, 特に乳液ではタラキサステロールが主成分であった.

著者

綾部 真一 青木 俊夫 明石 智義

出版者

日本大学

雑誌

基盤研究(C)

巻号頁・発行日

2002

---

植物成分の多様性に深く関わるシトクロムP450とトリテルペン環化酵素(OSC)の遺伝子/タンパク質構造と反応様式の関係,発現制御と生成物の生態生理機能,および分子進化を,ゲノム構造解析が進行中のマメ科モデル植物ミヤコグサを主な材料として研究した.ミヤコグサEST中のP450のカタログ化,一部の酵素機能の同定に続いて,イソフラボノイド骨格構築に関わるP450(IFS)の遺伝子構造を調べ,ミヤコグサゲノム中ではIFSが連続した生合成反応を担うO-メチル転移酵素遺伝子と並列して存在することを見出した.またマメ科に特徴的な共生窒素固定器官である根粒で強く発現するP450についてゲノムレベルで解析を行った.さらにIFSの遺伝子情報を基盤としたホモロジーモデリングと部位特異的変異導入によるタンパク質工学的な展開を試み,特異なアリール基転位反応における酵素活性部位のアミノ酸残基の役割を解明した.OSCに関しては,ミヤコグサの主要な酵素をほぼ網羅的に解析し,β-amyrin, lupeol, cycloartenol合成酵素を含む8種の遺伝子を見出した.また他植物の情報とあわせた分子系統解析により,植物トリテルペノイド骨格の多様性の進化要因が,特にβ-amyrin合成酵素群の変異によることが推定された.OSCの過剰発現・発現抑制形質転換ミヤコグサによる遺伝子機能の解析に着手するとともに,exon/intron構造の情報に基づくタンパク質工学的な手法によるOSC触媒機能の厳密な解析が可能になった.さらに生合成系の遺伝子発現と成分変動の全般的な関連付けに向け,ミヤコグサの種々の器官,細胞について成分プロファイルの解析を行った.これらの研究を通じて,特にP450とOSCのタンパク質構造と触媒機能の相関,および特徴的な植物二次代謝系の分子進化の機構に関して興味深い知見がもたらされた.