ムラサキ科植物が生産する薬用化合物の多様性創出機構の解明

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本研究課題ではムラサキ科植物が生産する高生理活性物質であるシコニンおよびアルカニン誘導体の多様性創出機構の解明を目的とした。先行研究において、シコニンおよびアルカニンのそれぞれに立体特異的なアシル基転移酵素LeSAT1およびLeAAT1をムラサキにおいて報告した。シコニン/アルカニン誘導体の組成は植物種により異なることから、本研究ではまずこれらのオルソログの機能が植物種間で異なると推測し、機能比較を行った。ムラサキを含む7植物種のトランスクリプトームデータより得られた計23分子種のシコニン/アルカニンアシル基転移酵素のオルソログをそれぞれ大腸菌に発現させ、酵素アッセイに供した。アシル基受容体およびアシル基供与体の特異性から2タイプのシコニン特異的アシル基転移酵素 (SAT1/2) および2タイプのアルカニン特異的アシル基転移酵素 (AAT1/2) が存在し、これらは植物種間で機能が保存されていることを明らかにした。さらにタバコを用いた細胞内局在解析の結果、SATとAATの各タイプ間ではそれぞれ細胞内局在が異なることを明らかにし、シコニン/アルカニン誘導体生合成において機能が異なる可能性を示した。これらの結果から、シコニン/アルカニン誘導体多様性の創出にはアシル基転移酵素の機能以外の要因が寄与していると推測した。シコニン/アルカニン誘導体組成の異なるムラサキ培養細胞2系統を用い、アシル基供与体の供給経路に関与すると推測される複数遺伝子の発現変動を調べた。しかし、培養細胞系統間における遺伝子発現量の明確な差異は検出できず、シコニン/アルカニン誘導体のアシル基多様性に寄与する要因の解明には至らなかった。