植物生理活性短鎖アルデヒド生成制御系の解明とその生物工学的利用

植物生物活性短链醛生产控制系统的阐明及其生物技术应用

• 批准号: 11760069
• 负责人: 松井 健二
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11760069/
• 关键词: 植物オキシリピン; 短鎖アルデヒド; 脂肪酸ヒドロペルオキシドリアーゼ; リポキシゲナーゼ; T-DNAノックアウト; シロイヌナズナ

本研究では植物オキシリピン、特に炭素数6あるいは9の短鎖アルデヒド類生成系に着目し、その生合成活性化機構を生化学的、及び遺伝学的に解明しようと試みた。この間の成果は以下の通りである。まず、トマト果実、及びキュウリ胚軸よりそれぞれ脂肪酸ヒドロペルオキシド(HPO)を開裂して短鎖アルデヒドを生成する酵素、脂肪酸ヒドロペルオキシドリアーゼ(HPL)遺伝子を単離し、その構造を明らかにするとともに大腸菌発現系を確立しその酵素学的性質を決定した。その結果、トマト果実HPLは13-HPO特異的であったが、キュウリ胚軸HPLは13-HPO、9-HPOともに活性を示した。このキュウリ胚軸HPLはその配列がアレンオキシドシンターゼ(AOS)と類似しており、HPLとAOSの反応機構の類似性が示唆できた。一方、シロイヌナズナでHPL遺伝子を過剰発現、あるいはアンチセンス抑制し、それぞれの短鎖アルデヒド生成量を比較するとともに、これら組み換え体の種々の生物学的ストレスに対する抵抗性を評価した。その結果、シロイヌナズナにおいて短鎖アルデヒド生成系が環境との化学生態学的相互作用確立において重要な役割を担っていることを明らかにした(投稿準備中)。更に、シロイヌナズナゲノムデータベースを検索し、5種の脂質加水分解酵素ホモログを見出し、それぞれをクローニングし、大腸菌での発現系を確立した。これについては現在更に活性を有した組み換えタンパク質の発現系の確立を目指している。また、これらホモログ遺伝子についてはT-DNAノックアウト株のスクリーニングを進め、そのうち2種について単離に成功した。そのひとつはアルデヒド生成能が野生種の3分の1程度に低下しており、この遺伝子が短鎖アルデヒド生成系に関与している可能性を示した(投稿準備中)。

This study で は plant オ キ シ リ ピ ン, に carbon number 6 あ る い は 9 の short lock ア ル デ ヒ ド class generation system with mesh し に, そ の biosynthesis activeness を, biochemistry and び but 伝 learn に interpret し よ う と try み た. The results of each <s:1> are similar to those of the following である. ま ず, ト マ ト fruit to be, and び キ ュ ウ リ hypocotyl よ り そ れ ぞ れ fatty acids ヒ ド ロ ペ ル オ キ シ ド (HPO) を cracking し て short lock ア ル デ ヒ ド を generated す る enzyme, fatty acid ヒ ド ロ ペ ル オ キ シ ド リ ア ー ゼ (HPL) posthumous son 伝 を 単 し, そ の tectonic を Ming ら か に す る と と も に coliform を 発 now department establish し そ の enzyme The property を determines that た. そ の results, ト マ ト fruit be HPL は 13 - HPO specific で あ っ た が, キ ュ ウ リ hypocotyl HPL は HPO, 9-13 HPO と も に active を shown し た. こ の キ ュ ウ リ hypocotyl HPL は そ の match column が ア レ ン オ キ シ ド シ ン タ ー ゼ (AOS) と similar し て お り, HPL と AOS の の 応 authorities similarity が in stopping で き た. Party, シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ で HPL heritage 伝 son ever を turning 発 now, あ る い は ア ン チ セ ン ス し, そ れ ぞ れ の short lock ア ル デ ヒ ド generation を compare す る と と も に, こ れ み ら group in え body の kind 々 の biology ス ト レ ス に す seaborne る resistance を review 価 し た. そ の results, シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ に お い て short lock ア ル デ ヒ ド generating system が environment と の chemical ecology interaction established に お い cut を bear っ て important な service て い る こ と を Ming ら か に し た (contribute to). More に, シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ ゲ ノ ム デ ー タ ベ ー ス を 検 cable し, five の lipid hydrolysis enzyme ホ モ ロ グ を see し, そ れ ぞ れ を ク ロ ー ニ ン グ し, coliform で の を 発 now department establish し た. こ れ に つ い て は now has more に active を し み た group in え タ ン パ ク qualitative の 発 now is の establish を refers し て い る. ま た, こ れ ら ホ モ ロ グ posthumous son 伝 に つ い て は T - DNA ノ ッ ク ア ウ ト strains の ス ク リ ー ニ ン グ を め, そ の う ち two に つ い て 単 from に successful し た. そ の ひ と つ は ア ル デ ヒ ド can generate が wild の 3 の 1 degree lower に し て お り, こ の posthumous son 伝 が short lock ア ル デ ヒ ド generating system に masato and し て い を る possibility in し た (contribute to).

项目成果

松井健二: "Fatty acid 9- and 13-hydroperoxide lyases from cucumber."FEBS Letters. 481. 183-188 (2000)

Kenji Matsui：“来自黄瓜的脂肪酸 9- 和 13-氢过氧化物裂解酶。”FEBS Letters 481. 183-188 (2000)。

松井健二: "植物生理活性短鎖アルデヒド生合成系の生理・生化学的研究"日本農芸化学会誌. 74・12. 1319-1328 (2000)

松井健司：“植物中生物活性短链醛的生物合成系统的生理生化研究”日本农业化学学会杂志74・12（2000）。

Kenji,MATSUI: "Fatty acid hydroperoxidelyase in tomato fruits : Cloning and properties of a recombinant enzyme expressed in E.Coli"Bioscience,Biotechnology and Biochemistry. (印刷中). (2000)

Kenji, MATSUI：“番茄果实中的脂肪酸氢过氧化物裂解酶：大肠杆菌中表达的重组酶的克隆和特性”《生物科学、生物技术和生物化学》（出版中）。

松井健二: "Cucumber cotyledon lipoxygenase during postgerminative growth. Its expression and action on lipid bodies."Plant Physiology. 119. 1279-1287 (1999)

Kenji Matsui：“发芽后生长过程中的黄瓜子叶脂氧合酶。其表达及其对脂质体的作用。”植物生理学 119. 1279-1287 (1999)

松井健二: "Fatty acid hydroperoxide lyase in tomato fruits : Cloning and properties of a recombinant enzyme expressed in Escherichia coli."Bioscience,Biotechnology and Biochemistry. 64(6). 1189-1196 (2000)

Kenji Matsui：“番茄果实中的脂肪酸氢过氧化物裂解酶：大肠杆菌中表达的重组酶的克隆和特性。”生物科学、生物技术和生物化学 64(6) (2000)。