Functional analysis of cellulose-synthase-like involved in saponin biosynthesis

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本研究では、グリチルリチンやソヤサポニン類の生合成経路において今まで未同定であったC-3位糖鎖の１糖目であるグルクロン酸が、UGTとはまた別の糖転移酵素群であるセルロース合成酵素類似群（Cellulose synthase-like, Csl）から機能的に分化した新規酵素CSyGT（Cellulose synthase derived glycosyltransferase）によって転移されることを見出した。さらに、なぜ１糖目のグルクロン酸だけがUGTではなくCSyGTによって特異的に転移されるのかを解明するため、CSyGTを足場としたサポニン生合成酵素複合体（メタボロン）形成の検証を中心にCSyGTの細胞内局在の解析および他種のサポニン生合成酵素間のタンパク質間相互作用の有無を調べた。１）緑色蛍光タンパク質GFPをCSyGTと融合させたタンパク質を、各種オルガネラマーカーと一緒にミヤコグサCSyGTノックアウト体において発現させ、共焦点レーザー顕微鏡により観察した。その結果、CSyGTがサポニン生合成において部位特異的な酸化反応を触媒するシトクロムP450（CYP）と同じく小胞体膜に局在することが判明した。２）Split-ubiquitin法を用いてCSyGTと各サポニン生合成酵素間のタンパク質間相互作用を解析した結果、ミヤコグサ由来CSyGTとβ-アミリン合成酵素（bAS）との相互作用が確認できた。また、カンゾウ由来CSyGTとミヤコグサ由来bAS間にも同様の相互作用が見られたことから、CSyGTとbASの間に見られる相互作用がマメ科植物において保存されている可能性が示唆された。