褐藻のフコキサンチン生合成経路の解明

本研究は、フコキサンチンを生産するオキナワモズクを用いて、フコキサンチン生合成経路の解明およびフコキサンチン生合成遺伝子の同定を目的としている。我々はこれまでに、中間体であるビオラキサンチンまでを大腸菌で生産することに成功している。そこでR4年度は、ビオラキサンチンから次の中間体であるネオキサンチンを大腸菌で生産することを試みた。そのために、オキナワモズクの推定ネオキサンチン合成酵素遺伝子と、同じくフコキサンチンを生産している珪藻のネオキサンチン合成酵素遺伝子をクローニングし、発現ベクターに導入した。次に、ビオラキサンチンを生産する大腸菌にこれらの遺伝子を導入し、生産されたカロテノイドを抽出、HPLC-PDAにより分析した。その結果、オキナワモズクの遺伝子導入ではネオキサンチンは生産されなかったが、珪藻の遺伝子導入ではネオキサンチンと思われるピークが検出されたため、さらに詳細な分析を行った。その結果、ネオキサンチンの生産が確認された。以上のことから、オキナワモズクの遺伝子が活性を示さなかった理由については今のところ不明であるが、珪藻の遺伝子を用いて大腸菌でネオキサンチンを生産することに世界で初めて成功した。（この成果については、Plant Biotechnology誌に掲載された。）これにより、大腸菌でのフコキサンチン生産にまた一歩近づいたと言え、非常に意義深い成果である。今後は、ネオキサンチン以降の反応を触媒する酵素遺伝子の探索と機能発現を目指す。

本研究は、フコキサンチンを生産するオキナワモズクを用いて、フコキサンチン生合成経路の解明およびフコキサンチン生合成遺伝子の同定を目的としている。我々はこれまでに、中間体であるビオラキサンチンまでを大腸菌で生産することに成功している。そこでR4年度は、ビオラキサンチンから次の中間体であるネオキサンチンを大腸菌で生産することを試みた。そのために、オキナワモズクの推定ネオキサンチン合成酵素遺伝子と、同じくフコキサンチンを生産している珪藻のネオキサンチン合成酵素遺伝子をクローニングし、発現ベクターに導入した。次に、ビオラキサンチンを生産する大腸菌にこれらの遺伝子を導入し、生産されたカロテノイドを抽出、HPLC-PDAにより分析した。その結果、オキナワモズクの遺伝子導入ではネオキサンチンは生産されなかったが、珪藻の遺伝子導入ではネオキサンチンと思われるピークが検出されたため、さらに詳細な分析を行った。その結果、ネオキサンチンの生産が確認された。以上のことから、オキナワモズクの遺伝子が活性を示さなかった理由については今のところ不明であるが、珪藻の遺伝子を用いて大腸菌でネオキサンチンを生産することに世界で初めて成功した。（この成果については、Plant Biotechnology誌に掲載された。）これにより、大腸菌でのフコキサンチン生産にまた一歩近づいたと言え、非常に意義深い成果である。今後は、ネオキサンチン以降の反応を触媒する酵素遺伝子の探索と機能発現を目指す。