リグナン生合成における多様な立体化学機構の解明

近年、研究代表者らは、リグナン生合成の立体化学機構が、植物種により大きく異なり極めて多様であることを見出した。しかし、この多様な機構の詳細は未解明である。そこで本年度の研究計画では、前報の後を受け、多くの植物、ゴボウ、ベニバナ、ガンピ、ジンチョウゲ、フジモドキ、イエローフラックス、シャク等のリグナン生合成の立体化学について比較検討した。その結果、(1)ジンチョウゲ科植物(ガンピ、ジンチョウゲ、フジモドキ)では、特異的に右旋性のジベンジルブチロラクトンリグナン(マタイレジノールなど)を産生すること、(2)全ての植物で、生合成経路上の上流に位置するピノレジノール、ラリシレジノールは光学的に純粋でなく、両エナンチオマーの混合物になっているが、中・下流に位置するセコイソラリシレジノールやジベンジルブチロラクトンリグナンの多くは光学的に純粋であり、生合成経路上の上流段階の立体化学制御機構は、植物種によって異なり多様であること、および(3)ゴボウ、ベニバナの登熟種子、シャクの葉部、イエローフラックスの懸濁培養細胞について、高いリグナン生成酵素活性が検出されること、を見出すと共に、(4)高含量のリグナンを産生するジンチョウゲの懸濁培養細胞系を確立した。現在、これらのリグナン産生系を使用して、リグナン合成酵素の精製を行っている。そして、次年度以降、精製酵素の触媒する反応の立体化学機構を詳細に比較検討する。そして、これらの植物におけるリグナン生合成の立体化学機構の統一的解明を図る。

近年、研究代表者らは、リグナン生合成の立体化学機構が、植物種により大きく異なり極めて多様であることを見出した。しかし、この多様な機構の詳細は未解明である。そこで本年度の研究計画では、前報の後を受け、多くの植物、ゴボウ、ベニバナ、ガンピ、ジンチョウゲ、フジモドキ、イエローフラックス、シャク等のリグナン生合成の立体化学について比較検討した。その結果、(1)ジンチョウゲ科植物(ガンピ、ジンチョウゲ、フジモドキ)では、特異的に右旋性のジベンジルブチロラクトンリグナン(マタイレジノールなど)を産生すること、(2)全ての植物で、生合成経路上の上流に位置するピノレジノール、ラリシレジノールは光学的に純粋でなく、両エナンチオマーの混合物になっているが、中・下流に位置するセコイソラリシレジノールやジベンジルブチロラクトンリグナンの多くは光学的に純粋であり、生合成経路上の上流段階の立体化学制御機構は、植物種によって異なり多様であること、および(3)ゴボウ、ベニバナの登熟種子、シャクの葉部、イエローフラックスの懸濁培養細胞について、高いリグナン生成酵素活性が検出されること、を見出すと共に、(4)高含量のリグナンを産生するジンチョウゲの懸濁培養細胞系を確立した。現在、これらのリグナン産生系を使用して、リグナン合成酵素の精製を行っている。そして、次年度以降、精製酵素の触媒する反応の立体化学機構を詳細に比較検討する。そして、これらの植物におけるリグナン生合成の立体化学機構の統一的解明を図る。