Comprehensive studies for the biotechnological production of phenylethanoid glycosides.

フェニルエタノイド配糖体は，C6-C2のグルコース配糖体を基本骨格とした化合物の総称であり，代表的なフェニルエタノイド配糖体であるアクテオシドは多くの薬用植物中に存在し，様々な薬理作用を示すことから，医薬品としての利用が期待されている．しかし，多くの薬用植物中で微量であり，特異的な構造のため化学合成も難しく，生合成機構の詳細も不明であることから，未だ量産化が確立できていない．先行研究にてフェニルエタノイド配糖体（主成分：アクテオシド）を優先的に生産するゴマ培養細胞株や，MeJA誘導によるアクテオシド量のみを有意に増加させる発現系を確立した．また，トランスクリプトーム解析により，フェニルエタノイド配糖体の骨格形成に重要な配糖体化やアシル化に関わる酵素の候補遺伝子を絞り込むことができた．2022年度は，得られたアクテオシド生合成候補遺伝子のうち，アシル基転移酵素遺伝子を明らかにした．アシル基転移酵素とアノテーションされた3つの候補遺伝子（SiAT1-3）のうち、1遺伝子（SiAT1）がアクテオシドの蓄積に伴いMeJAにより発現上昇していた．結果として，組換えSiATを用いた酵素アッセイにより，SiAT1とSiAT2は、カフェオイル基をヒドロキシチロソール1-O-グルコシドとサリドロシド（チロソル1-O-グルコシド）に転移する活性を持っていたが，デカフェオイラクトシドには転移しなかった．また，ヒドロキシチロソール1-O-グルコシドのグルコースに対して，カフェオイル基の結合位置の異なる3つの異性体が確認された．

フェニルエタノイド配糖体は，C6-C2のグルコース配糖体を基本骨格とした化合物の総称であり，代表的なフェニルエタノイド配糖体であるアクテオシドは多くの薬用植物中に存在し，様々な薬理作用を示すことから，医薬品としての利用が期待されている．しかし，多くの薬用植物中で微量であり，特異的な構造のため化学合成も難しく，生合成機構の詳細も不明であることから，未だ量産化が確立できていない．先行研究にてフェニルエタノイド配糖体（主成分：アクテオシド）を優先的に生産するゴマ培養細胞株や，MeJA誘導によるアクテオシド量のみを有意に増加させる発現系を確立した．また，トランスクリプトーム解析により，フェニルエタノイド配糖体の骨格形成に重要な配糖体化やアシル化に関わる酵素の候補遺伝子を絞り込むことができた．2022年度は，得られたアクテオシド生合成候補遺伝子のうち，アシル基転移酵素遺伝子を明らかにした．アシル基転移酵素とアノテーションされた3つの候補遺伝子（SiAT1-3）のうち、1遺伝子（SiAT1）がアクテオシドの蓄積に伴いMeJAにより発現上昇していた．結果として，組換えSiATを用いた酵素アッセイにより，SiAT1とSiAT2は、カフェオイル基をヒドロキシチロソール1-O-グルコシドとサリドロシド（チロソル1-O-グルコシド）に転移する活性を持っていたが，デカフェオイラクトシドには転移しなかった．また，ヒドロキシチロソール1-O-グルコシドのグルコースに対して，カフェオイル基の結合位置の異なる3つの異性体が確認された．