高等植物におけるシス型プレニル鎖延長酵素の生理機能の解明

阐明高等植物中顺式异戊二烯基链延长酶的生理功能

• 批准号: 15710154
• 负责人: 高橋 征司
• 金额: $ 2.43万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15710154/
• 关键词: プレニル鎖延長酵素; シロイヌナズナ; イソプレノイド; ドリコール; ポリプレノール

高等植物シロイヌナズナのZ型プレニル鎖延長酵素の反応機構および生理機能を明らかにするために以下の解析を行い、新たな知見を得た。1.Z型プレニル鎖延長酵素の反応生成物鎖長制御機構の解明前年度に単離・解析されたシロイヌナズナの6つのZ型プレニル鎖延長酵素相同遺伝子(AtCPT1、3、4、6、8、9)に加え、機能同定されている原核および真核生物由来のZ型プレニル鎖延長酵素の一次配列を詳細に比較し、短鎖(C_<15>)、中鎖(C<50-55>)、長鎖(C_<65-120>)Z型プレニル鎖延長酵素に特異的な領域を見いだした。実際にその領域を改変したMicrococcus luteus B-P 26由来のウンデカプレニル二リン酸(C_<55>)合成酵素を作製し、反応生成物鎖長を解析した結果、人為的に反応生成物鎖長を制御できることがわかった。Z型プレニル鎖延長酵素の結晶構造から、これらの領域が活性中心で酵素反応の制御に重要であることが示唆され、Z型プレニル鎖延長酵素の反応制御機構に対する知見を深めることができた(論文投稿中)。2.シロイヌナズナのZ型プレニル鎖延長酵素の生理機能の機能解析シロイヌナズナのZ型プレニル鎖延長酵素の一つであるAtCPT4は、前年度の解析によって中鎖のZ型プレニル鎖(C_<50-55>)の合成を触媒することがわかった。AtCPT4およびその反応生成物の生理的役割を解明するため、遺伝子挿入によってAtCPT4遺伝子が破壊されたシロイヌナズナ変異体を解析した。この変異体は長日条件下で生育させた場合、野生型と比較して葉柄や胚軸が長くなる表現型を示した。一方で、この様な差は暗所で生育させた場合にはみられなかった。また、AtCPT4の遺伝子発現は白色光照射によって迅速に誘導され、光遮断によって抑制されることがわかった。以上の結果から、AtCPT4が植物の光応答に関係していることが示唆された。

进行了以下分析，以阐明Z型蛋白酶链在较高植物拟南芥中扩展酶的反应机理和生理功能，并获得了新的发现。 1. Elucidation of the mechanism for controlling chain length in the reaction products of Z-type prenyl chain extender enzymes In addition to the six homologous genes of Arabidopsis (AtCPT1, 3, 4, 6, 8, 9) that were isolated and analyzed in the previous year, the primary sequences of Z-type prenyl chain extender enzymes derived from prokaryotic and eukaryotes were compared in detail, and发现了特定于短（C_ <15>），培养基（C <50-55>）和长（C_ <65-120>）Z型前链链链扩展酶的区域。源自在该区域中实际修改的微球菌B-P 26的非依非磷酸盐（C_ <55>）合成酶，并分析了反应产物的链长，发现可以人工控制反应产物的链长。 Z型前链链延伸酶的晶体结构表明，这些区域是活跃的，对于控制酶反应很重要，这使我们能够加深对Z型蛋白酶前链链延伸酶反应控制机制的了解（在论文提交中）。 2。拟南芥ATCPT4中Z型蛋白酶链的生理功能的功能分析，该酶是拟南芥中扩展酶的Z型前链链之一，可通过以前的分析催化中链Z-type prenyl链的合成（C_ <50-55>）。为了阐明ATCPT4及其反应产物的生理作用，分析了ATCPT4基因被基因插入破坏的拟南芥突变体。该突变体表现出一种表型，其中与野生型相比，在长期在长期条件下生长时，叶柄和下胚轴的时间更长。另一方面，在黑暗的地方生长时没有观察到这种差异。还发现，ATCPT4的基因表达是由白光照射迅速诱导的，并被光阻断抑制。以上结果表明ATCPT4参与植物的光响应。

项目成果

Shota Endo: "Identification of Human Dehydrodolichyl Diphosphate Synthase Gene"Biochim.Biophys.Acta. 1625・3. 291-295 (2003)

远藤翔太：“人脱氢多羟基化合物二磷酸合成酶基因的鉴定”Biochim.Biophys.Acta 1625·3（2003）。

S.Takahashi: "Isolation and Expression of Paracoccus denitrificans Decaprenyl Diphosphate Synthase Gene for the Production of Ubiquinone-10 in E.coli"Biochem.Engineering J.. 16・2. 183-190 (2003)

S.Takahashi：“用于在大肠杆菌中生产泛醌-10的脱氮副球菌十异丙烯基二磷酸合酶基因的分离和表达”Biochem.Engineering J.. 16・2 (2003)。

イソプレノイド生合成酵素の分子解析

类异戊二烯生物合成酶的分子分析

• 发表时间: 2005
• 期刊: 化学と生物 (印刷中)
• 作者: 高橋征司

A.Takaya: "Cloning, Expression and Characterization of a Functional cDNA Clone Encoding Geranylgeranyl Diphoshate Synthase of Hevea brasiliensis"Biochim.Biophys.Acta. 1625・2. 214-220 (2003)

A.Takaya：“编码橡胶树香叶基香叶基二磷酸合成酶的功能性 cDNA 克隆的克隆、表达和表征”Biochim.Biophys.Acta 1625·220 (2003)。

高橋征司: "プレニル鎖延長酵素の遺伝子解明研究から見た天然ゴム生合成の分子解析"日本ゴム協会誌. 76・12. 446-452 (2003)

高桥诚二：“从异戊二烯基链延长酶基因阐明研究的角度进行天然橡胶生物合成的分子分析”日本橡胶协会杂志76・12（2003年）。