糸状菌におけるアブシシン酸生合成の有機化学的分子解析

糸状菌Botrytis cinereaとCercospora cruentaにおける梅物ホルモン・アブシシン酸(ABA)の生合成を明らかにすることを目的とした。^<18>O標識実験の結果、B.cinereaがつくるABAの全酸素は分子状酸素に由来することがわかった。本菌はカロテノイドをほとんどつくらない代わりに、2E-allofarnesen,2Z-allofarnesene,2E-α-ionylideneethne,2Z-α-ionylideneethane 2E-farnesa-2,4,6,10-tetraeneを生産しており、しかもこれらの^<13>C標識体をABAに変換した。これらの結果より本菌は、ファルネシル二リン酸を2E-allofarnesenに環元し、不飽和化と異性化および環化を経て2Z-α-ionylideneethaneに変換後、分子状酸素による酸化でABAを生合成することが明らかとなった。この新直接経路はC.cruentaにも存在していた。糸状菌のABA生合成経路は植物とは異なっていることから、糸状菌はABA生合成遺伝子を植物とは独立に獲得したと推定された。糸状菌のジベレリン生合成酵素遺伝子群が染色体上でクラスター構造を形成するのと同様に、ABA生産菌におけるABA生合成関連遺伝子はクラスターを形成していると考えた。そこで、ABA生合成過程においてキーステップとなる環化反応および酸化反応に関与する酵素遺伝子を標的にしてゲノムDNAを鋳型にしたクローニングを行った。既知テルペン環化酵素用縮重プライマーでのPCRクローニングでは候補遺伝子断片の取得には至らなかったが、cytochrome P450モノオキシゲナーゼをターゲットとしたPCRクローニングでは、テルペン骨格に分子状酸素を導入する反応を触媒すると考えられる候補遺伝子断片を2種類取得することができた。

糸状菌Botrytis cinereaとCercospora cruentaにおける梅物ホルモン・アブシシン酸(ABA)の生合成を明らかにすることを目的とした。^<18>O標識実験の結果、B.cinereaがつくるABAの全酸素は分子状酸素に由来することがわかった。本菌はカロテノイドをほとんどつくらない代わりに、2E-allofarnesen,2Z-allofarnesene,2E-α-ionylideneethne,2Z-α-ionylideneethane 2E-farnesa-2,4,6,10-tetraeneを生産しており、しかもこれらの^<13>C標識体をABAに変換した。これらの結果より本菌は、ファルネシル二リン酸を2E-allofarnesenに環元し、不飽和化と異性化および環化を経て2Z-α-ionylideneethaneに変換後、分子状酸素による酸化でABAを生合成することが明らかとなった。この新直接経路はC.cruentaにも存在していた。糸状菌のABA生合成経路は植物とは異なっていることから、糸状菌はABA生合成遺伝子を植物とは独立に獲得したと推定された。糸状菌のジベレリン生合成酵素遺伝子群が染色体上でクラスター構造を形成するのと同様に、ABA生産菌におけるABA生合成関連遺伝子はクラスターを形成していると考えた。そこで、ABA生合成過程においてキーステップとなる環化反応および酸化反応に関与する酵素遺伝子を標的にしてゲノムDNAを鋳型にしたクローニングを行った。既知テルペン環化酵素用縮重プライマーでのPCRクローニングでは候補遺伝子断片の取得には至らなかったが、cytochrome P450モノオキシゲナーゼをターゲットとしたPCRクローニングでは、テルペン骨格に分子状酸素を導入する反応を触媒すると考えられる候補遺伝子断片を2種類取得することができた。