植物病原性細菌における新奇サイトカイニン生合成経路の解明

植物に感染するとleafy gallを形成するRhodococcus fasciansとジャガイモそうか症の病原菌Streptomyces turgidiscabiesの病原性の原因因子であるFASオペロンにコードされる一連の酵素遺伝子と、その上流に位置する機能未知の酵素遺伝子(MT1,MT2)の機能を明らかにし、植物病原菌の生産する新奇のサイトカイニン生合成経路を同定するために以下の実験を行った。FAS2,FAS3,FAS4,FAS5の4つの酵素タンパク質により生産される分子質量245(m/z=246)の新奇サイトカイニン様物質について、大腸菌発現系を用いて大量生産と精製を行った。多段階のカラムによる精製で液クロ上でのピークは単一になったものの、NMR解析のデータは構造が決定できるクオリティのものではなかった。MT1,MT2による新規メチル化サイトカイニンについては、FAS4,MT1,MT2の3遺伝子の大腸菌での共発現系を構築し、組換え大腸菌培養上清中からメチル化されたサイトカイニンを精製した。精製産物をNMR解析に供したところ、プレニル側鎖の末端がメチル化されたサイトカインであると構造決定された。また、このメチル化サイトカイニンは植物のサイトカイニン誘導性遺伝子の発現を誘導し、かつ、主根の伸長を阻害したことから、生体内でサイトカイニンとしての活性を持つことが示唆された。このような構造のサイトカイニンはこれまで報告されておらず、新奇のサイトカイニンの発見であると考えられた。FAS1,FAS2,FAS3,FAS4,FAS5,FAS6,MT1,MT2全てを共発現させた大腸菌培養外液中のサイトカイニン様物質の解析をタンデム四重極型質量分析器で詳細に行ったが、新奇の有意なピークは検出されなかった。ただし、大腸菌ですべてのFAS酵素タンパク質が十分機能しているかどうかは定かではなく、分子質量245の新奇サイトカイニン様物質と新奇メチル化サイトカイニン以外の化合物が生産されているか否かの見極めはできなかった。

植物に感染するとleafy gallを形成するRhodococcus fasciansとジャガイモそうか症の病原菌Streptomyces turgidiscabiesの病原性の原因因子であるFASオペロンにコードされる一連の酵素遺伝子と、その上流に位置する機能未知の酵素遺伝子(MT1,MT2)の機能を明らかにし、植物病原菌の生産する新奇のサイトカイニン生合成経路を同定するために以下の実験を行った。FAS2,FAS3,FAS4,FAS5の4つの酵素タンパク質により生産される分子質量245(m/z=246)の新奇サイトカイニン様物質について、大腸菌発現系を用いて大量生産と精製を行った。多段階のカラムによる精製で液クロ上でのピークは単一になったものの、NMR解析のデータは構造が決定できるクオリティのものではなかった。MT1,MT2による新規メチル化サイトカイニンについては、FAS4,MT1,MT2の3遺伝子の大腸菌での共発現系を構築し、組換え大腸菌培養上清中からメチル化されたサイトカイニンを精製した。精製産物をNMR解析に供したところ、プレニル側鎖の末端がメチル化されたサイトカインであると構造決定された。また、このメチル化サイトカイニンは植物のサイトカイニン誘導性遺伝子の発現を誘導し、かつ、主根の伸長を阻害したことから、生体内でサイトカイニンとしての活性を持つことが示唆された。このような構造のサイトカイニンはこれまで報告されておらず、新奇のサイトカイニンの発見であると考えられた。FAS1,FAS2,FAS3,FAS4,FAS5,FAS6,MT1,MT2全てを共発現させた大腸菌培養外液中のサイトカイニン様物質の解析をタンデム四重極型質量分析器で詳細に行ったが、新奇の有意なピークは検出されなかった。ただし、大腸菌ですべてのFAS酵素タンパク質が十分機能しているかどうかは定かではなく、分子質量245の新奇サイトカイニン様物質と新奇メチル化サイトカイニン以外の化合物が生産されているか否かの見極めはできなかった。