複合酵素系によるイソフラボノイド型ファイトアレキシン生合成反応の分子生物学的解析

使用复合酶系统对异黄酮植物抗毒素生物合成反应进行分子生物学分析

• 批准号: 12045261
• 负责人: 綾部 真一
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Nihon University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12045261/
• 关键词: マメ科植物; Glycyrrhiza echinata; Lotus japonicus; カルコン合成酵素; カルコン異性化酵素; メチル基転移酵素; イソフラボノイド; ファイトアレキシン

マメ科ファイトアレキシンに見られる5-デオキシイソフラボノイド構造は,不安定な中間体を効率的に利用する複数の酵素の緊密な協調作用により構築される.本研究ではクローニングした酵素遺伝子を異種細胞で発現させ,効率的な生合成反応の機構を分子レベルで検討することを目的とした.マメ科カンゾウより,5-デオキシ骨格の構築に関わるマメ科型のchalcone isomerase(CHI)および非マメ科型CHIを分離,精製するとともに,モデル植物ミヤコグサから両タイプのCHI cDNAをクローニングした.マメ科型CHIタンパク質がchalcone synthase(CHS),polyketide reductase(PKR)やイソフラボノイド系のシトクロムP450と直接相互作用している可能性があるので,これらの遺伝子を用い,yeast two-hybrid systemを構築している.今後カルコン生成・変換酵素タンパク群の協調作用に関わる因子の解明が期待される.一方P450の2-hydroxyisoflavanone synthase cDNAを発現した酵母ミクロソームとカンゾウ無細胞抽出液を用い,daidzeinではなく2,7,4'-trihydroxyisoflavanoneをメチル基の受容体とするformononetinの新生合成経路を証明し,またカンゾウのdaidzein 7-OMT(O-methyltransferase)cDNAはin vitro発現系で2,7,4'-trihydroxyisoflavanone 4'-OMT活性を持たないことを明らかにした.さらにアフィニティークロマトグラフィーを用いて4'-OMTの部分精製を行った.今後このタンパク質のcDNAのクローニングを行い,4'-OMTの本体と細胞内コンパートメントの関与について知見を得ることが可能と思われる.

The structure of 5-amino-5-amino-amino-5-amino-5-amino-amino-5-amino-amino-5 The aim of this study is to investigate the development of enzyme genes in xenogeneic cells and the mechanisms for their synthesis. The 5-D sequence of CHI cDNA was isolated and purified from the 5-D sequence of CHI. CHI type CHI type CHS, PKR type CHI type CHS, PKR type CHS type CH In the future, we expect that the factors involved in the coordination of protein production and enzyme transformation will be clarified. A new synthetic pathway of formonectin was demonstrated in yeast extract containing P450 2-hydroxyisoflavone synthase cDNA, and daidzein 7-OMT(O-methyltransferase)cDNA was found in vitro expressing 2,7,4'-trihydroxyisoflavone 4'-OMT activity. A partial refinement of 4'-OMT is carried out by using the 4'-OMT. In the future, the cDNA of 4'-OMT will be transformed into the cDNA of 4'-OMT.

项目成果

Aoki,T. et al.: "Flavonoids of leguminous plants : Structure, biological activity, and biosynthesis"Journal of Plant Research. 113・1112. 475-488 (2000)

Aoki，T.等人：“豆科植物的类黄酮：结构、生物活性和生物合成”植物研究杂志113・1112（2000）。

Akashi,T. et al.: "New scheme of the biosynthesis of formononetin involving 2,7,4'-trihydroxyisoflavanone but not daidzein as the methyl acceptor"Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 64・10. 2276-2279 (2000)

Akashi, T. 等人：“使用 2,7,4-三羟基异黄烷酮而非黄豆苷元作为甲基受体的芒柄花素生物合成新方案”《生物科学、生物技术和生物化学》64·10 (2000)。

Shimada,N. et al.: "Induction of isoflavonoid pathway in the model legume Lotus japonicus molecular characterization of enzymes involved in phytoalexin biosynthesis"Plant Science. 160・1. 37-47 (2000)

Shimada，N.等人：“植物抗毒素生物合成中涉及的酶的模型豆科植物Lotus japonicus分子特征的诱导”植物科学160・1（2000）。