ダイズ細胞内のイソフラボン配糖体の分解代謝機構の解明

阐明大豆细胞内异黄酮苷分解的代谢机制

基本信息

批准号：
22K14823
负责人：
和氣駿之
金额：
$ 3万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14823/
关键词：
フラボノイドイソフラボン分解代謝ダイズ培養細胞

项目摘要

植物特化代謝産物の一群であるフラボノイドは主に配糖体として植物細胞内の液胞に蓄積することから，フラボノイドの細胞内動態の解析は主に生合成と液胞への輸送機構に焦点があてられてきた．しかし，ダイズイソフラボノイドなどは，環境応答により積極的な代謝分解を受けることも知られており，蓄積しているイソフラボン配糖体の分解代謝もまたダイズの生理応答に重要な役割を果たしていることが想定されるが，その分解代謝機構はほとんど明らかになっていない．本研究では，ダイズイソフラボン配糖体の分解代謝機構を明らかにするため，環境応答が迅速で均一な細胞集団であるダイズ懸濁培養細胞を実験材料として，エリシター処理に応答した細胞内イソフラボノイドの代謝動態を解析する．本年度は，これまでに申請者により樹立されたダイズ懸濁培養細胞（ECW1）にエリシター処理としてYeast Extract (YE，ナカライテスク)を添加し，ウェスタンブロットによる既知のイソフラボン生合成酵素のタンパク質発現レベルを解析し，また，抽出した粗酵素溶液におけるβ-グルコシダーゼ（BGLU）活性およびイソフラボンアグリコンの分解活性を測定した．その結果，フラボノイド生合成の初発酵素であるカルコン合成酵素（CHS）およびファイトアレキシン生合成の鍵酵素であるカルコン還元酵素（CHR）などの発現量は遺伝子発現にやや遅れて上昇し，処理後24時間で最大となった．一方，イソフラボン配糖体の分解への寄与が想定されるBGLU活性はYE処理後すぐに一過的に上昇することが示された．イソフラボンアグリコンであるDaidzeinの分解活性も検出されたが，生成物はまだ明らかではない．

黄酮类化合物是一组植物特有的代谢产物，主要以糖苷形式积累在植物细胞内的液泡中，因此黄酮类化合物的细胞内动力学分析主要集中在生物合成和液泡转运机制上。然而，众所周知，大豆异黄酮类化合物由于环境反应而发生活跃的代谢分解，并且积累的异黄酮苷的分解和代谢在大豆的生理反应中也发挥着重要作用，但其分解和代谢机制在很大程度上尚不清楚。在本研究中，为了阐明大豆异黄酮苷的分解和代谢机制，我们使用具有快速环境响应的同质细胞群大豆悬浮培养细胞作为实验材料分析代谢动力学。今年，我们将酵母提取物（YE，Nacalai Tesque）作为诱导剂处理添加到申请人建立的大豆悬浮培养细胞（ECW1）中，并通过蛋白质印迹测量了已知异黄酮生物合成酶的蛋白质表达水平，我们还测量了β。提取的粗酶液中的葡萄糖苷酶(BGLU)活性和异黄酮苷元分解活性。结果，黄酮类生物合成起始酶查尔酮合酶（CHS）和植物抗毒素生物合成关键酶查尔酮还原酶（CHR）的表达水平在基因表达后略有增加，且处理后最高。 24小时。另一方面，被认为有助于异黄酮糖苷分解的 BGLU 活性在 YE 处理后立即短暂增加。还检测到异黄酮苷元大豆苷元的降解活性，但产物尚不清楚。