遺伝子から迫るフラボノイド合成系シトクロムP450反応の解析とその応用

从基因角度解析类黄酮合成系统中细胞色素P450反应及其应用

• 批准号: 13780474
• 负责人: 明石 智義
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Nihon University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 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-13780474/
• 关键词: シトクロムP450; フラボノイド; ホモロジーモデリング; 2-hydroxyisoflavanone synthase; マメ科植物; アヤメ科植物; ファイトアレキシン

フラボノイド系のP450の反応の理解と応用を目的として,以下の解析を行った.1.IFS反応の機構の解析:イソフラボンの骨格はaryl基転位を伴う水酸化反応を触媒するP450,2-ヒドロキシイソフラバノン合成酵素(IFS)により形成される.ユニークな転位の機構を明らかにし,IFSの分子進化を検討するため,ホモロジーモデリングに基づく変異導入と,酵母系でのアッセイを行った.その結果Ser 310,Lys 375,Leu 371が基質と相互作用し,反応に必須の鍵残基であることがわかった.これらの残基に変異を入れると,非転位反応物(フラボン,3-ヒドロキシフラバノン)が増加,または唯一の生成物となることから,IFSがフラボン合成酵素やフラバノン3-水酸化酵素より進化してきた可能性が示唆された.2.アヤメ科のイソフラボン生合成:イソフラボノイド系遺伝子の分子進化を検討するため,非マメ科でのイソフラボンの検索を試みた.キショウブの葉からカルスを誘導し,塩化第二銅を処理すると,イソフラボンと予想される化合物が蓄積した.この細胞を利用して,機能発現スクリーニングにより,イソフラボノイド系P450 cDNAのクローニングを行う予定である.3.P450形質転換植物の解析:植物高発現プロモータの下流にIFS cDNAをつなぎ,マメ科ミヤコグサを形質転換し,組換え植物を作製した.4.フラボノイド系P450の応用:IFS発現酵母より調製した2,7,4'-trihydroxyisoflavanoneを利用して,機能発現スクリーニング法によりメチル化イソフラボン合成系のメチル基転移酵素(OMT)cDNAをマメ科カンゾウから得た.この酵素はエンドウのファイトアレキシン系酵素と同一であることがわかった.生合成反応が効率的に細胞内で行われるために,OMTとIFSが相互作用している可能性がある.今後解析を行う予定である.

The purpose of this study is to understand that the purpose of the reaction is P450. The following is the analysis of the following. 1. IFS anti-mechanism analysis: the bone lattice aryl gene site is accompanied by water acidification and the catalyst P450 is used to synthesize enzymes (IFS) to form an enzyme. The location of the machine is sensitive, the IFS molecule is sensitive, the gene is sensitive, the yeast system is sensitive, and the yeast system is sensitive. The results showed that Ser 310 Lys 375 Lys 375 Leu 371 genes interacted with each other, and the antigens must be sequenced. The addition of non-isothiocyanate (3-phenylethyl), the only product of IFS, the synthetic enzyme of synthetic enzyme and the possibility of enzymatic evolution of hydrated acidase. 2. The main body of a book has been synthesized in terms of molecular chemistry, which is related to the molecular evolution of Rhizoctonia. You know, you know By using the microphone, the machine can detect the growth rate of the plant, which is the system of the P450 cDNA plant. 3.P450-shaped plant analysis: the plant has a high temperature, a high temperature, a low temperature, an IFS cDNA plant, a plant plant, and a plant plant. 4. The use of IFS in the production of P450 genes: IFS shows that the yeast yeast P450 isoflavanone is successfully synthesized by the use of trihydroxyisoflavanone, which can be successfully synthesized by the use of yeast homogenate isoflavone (OMT). The enzyme is the same as that of the same enzyme. The OMT-IFS interaction is not possible in the cell of the synthetic reaction rate. In the future, we will analyze the predetermined behavior of the bank.

项目成果

Tomoyoshi Akashi et al.: "cDNA cloning and biochemical characterization of S-adenosyl-L-methionine : 2,7,4-'trihydroxyisoflavanone 4'-O-methyltransferase, a critical enzyme of the legume isoflavonoid phytoalexin pathway"Plant and Cell Physiology. 44(2). 1

Tomoyoshi Akashi 等人：“S-腺苷-L-甲硫氨酸的 cDNA 克隆和生化特征：2,7,4-三羟基异黄酮 4-O-甲基转移酶，豆类异黄酮植物抗毒素途径的关键酶”植物和细胞生理学

Yuji Sawada et al.: "Key amino acid residues required for aryl migration catalyzed by the cytochrome P450 2-hydroxyisoflavanone synthase"The Plant Journal. 31(5). 555-564 (2002)

Yuji Sawada 等人：“细胞色素 P450 2-羟基异黄烷酮合酶催化芳基迁移所需的关键氨基酸残基”植物杂志。

Sin-ichi Ayabe et al.: "Cloning of cDNAs encoding P450s in the flavonoid/isoflavonoid pathway from elicited leguminous cell cultures"Methods in Enzymology. (in press). (2002)

Sin-ichi Ayabe 等人：“从诱导的豆科细胞培养物中克隆编码类黄酮/异黄酮途径中 P450 的 cDNA”酶学方法。

Sin-ichi Ayabe et al.: "Cloning of cDNAs encoding P450s in the flavonoid/isoflavonoid pathway from elicited leguminous cell cultures"Methods in Enzymology. 357. 360-369 (2002)

Sin-ichi Ayabe 等人：“从诱导的豆科细胞培养物中克隆编码类黄酮/异黄酮途径中 P450 的 cDNA”酶学方法。