エリシター処理によるジャガイモのフェノール性アミド化合物の誘導機構

诱导子处理马铃薯中酚酰胺类化合物的诱导机制

• 批准号: 01J03475
• 负责人: 松田 史生
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J03475/
• 关键词: 代謝フラックス; α-ソラニン; Solanum tuberosum; LC; MS

ある代謝経路の活性の変化とは、その経路を流れる化合物量、すなわち代謝フラックスの増減を意味している。ジャガイモ塊茎組織に傷害を与えると、フェニルプロパノイド経路の活性化がおこり、chlorogenic acid (CGA)が顕著に蓄積する。一方、同じくフェニルプロパノイド代謝産物の一つであるN-p-coumaroyloctopamine(p-CO)の含量は生合成酵素が活性化しているにも関わらず微量しか増加しない。本代謝制御の詳細を明らかにすることを目的として、これらの化合物の生合成フラックスの実測を試みた。ジャガイモ塊茎からディスクを作成し、24時間後に10mM L-phenyl-d_5-alanine水溶液を処理した。経時的にディスクを回収し、抽出液中のCGAおよびp-COとその重水素ラベル体の含量をLC-MSで測定した。重水素ラベル体比の経時変化を表す式を、実測値に非線形回帰法で近似させ、CGAとp-COの生合成フラックスをそれぞれ4.2および1.1nmol/gFW/hと求めることができた。以上より、生成したCGAはほとんどが蓄積するのに対し、同じオーダーのフラックスで生成しているp-COは速やかに代謝され、蓄積しないものと考えられた。また、バレイショ塊茎中にはフェノール性アミド化合物の他にもグリコアルカロイド類のα-ソラニンが存在している。α-ソラニンはほ乳類のみならず菌類などにも毒性を持ち、植物への病害抵抗反応への関与が示唆されているが、α-ソラニンの組織中含量を定量することが難しく、その詳細は不明である。そこで、高速液体クロマトグラフィー/タンデムマススペクトロメトリー(LC/MS)を用いたα-ソラニンの簡便な定量法を開発した。この方法は抽出操作が非常に簡便であり、検出限界も10pmolとバレイショ塊茎中のα-ソラニンの定量には十分であった。

某种代谢途径的活性的变化是指流过该路径的化合物的量增加或减少，即代谢通量。马铃薯块茎组织的损伤会导致苯丙烷途径的激活，导致绿原酸（CGA）的显着积累。另一方面，尽管激活了生物合成酶，但N-P-甲氧氯环己胺（P-CO）（P-CO）的含量也是苯基丙烷代谢产物之一。为了阐明这种代谢调节的细节，我们试图实际测量这些化合物的生物合成通量。碟片由马铃薯块茎制成，并在24小时后用10 mM水溶液L-苯基-D_5-丙氨酸处理。随着时间的推移收集了椎间盘，并通过LC-MS测量提取物中CGA和P-CO的含量及其在提取物中的氘标签。使用非线性回归方法近似代表氘标记比的时间变化的方程式与测量值近似，并且CGA和P-CO的生物合成通量分别为4.2和1.1 nmol/gfw/h。从上面可以看出，虽然大多数生成的CGA积累，但由相同顺序的通量产生的P-CO会很快代谢，并且不会累积。除酚类酰胺化合物外，马铃薯块茎中还存在糖藻碱α-甲氨酸。尽管α-甲氨酸不仅对哺乳动物有毒，而且对真菌有毒，还提出它参与了疾病对植物的抗性反应，因此很难量化α-羟基氨酸的组织含量，细节尚不清楚。因此，已经开发了一种简单的方法来使用高性能液相色谱/串联质谱法（LC/MS）来量化α-苯胺。该方法非常简单，检测极限为10 pmol，足以定量马铃薯块茎中的α-苯胺。

项目成果

松田 史生: "Metabolic flux analysis of the phenylpropanoid pathway in wound-healing potato tuber tissue using stable isotope-labelled tracer and LC-MS spectroscopy"Plant and Cell Physiology. (in press).

Fumio Matsuda：“使用稳定同位素标记的示踪剂和 LC-MS 光谱对伤口愈合马铃薯块茎组织中的苯丙素途径进行代谢通量分析”《植物和细胞生理学》（出版中）。

松田 史生: "Determination of Potato Glycoalkaloids Using Liquid Chromatography-Electrospray Ionization-Mass Spectrometry"Phytochemical Analysis. (in press).

Fumio Matsuda：“使用液相色谱-电喷雾电离-质谱法测定马铃薯糖生物碱”植物化学分析（正在出版）。