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。

为了阐明高等植物拟南芥Z型异戊二烯基链延长酶的反应机制和生理功能，我们进行了以下分析并获得了新的认识。 1.阐明Z型异戊二烯链延长酶的反应产物链长控制机制去年分离分析了6个拟南芥Z型异戊二烯链延长酶同源基因(AtCPT1,3,4,6,8,另外9个) ），功能已确定。对原核生物和真核生物的 Z 型异戊烯基链延长酶的一级序列进行详细比较，揭示了短链 (C_<15>)、中链 (C<50-55>) 和长链 (C_<65-120) > ) 我们发现了 Z 型异戊二烯链延长酶特异的区域。我们实际上创建了源自藤黄微球菌 B-P 26 的十一异戊二烯二磷酸 (C_<55>) 合酶，并对其进行了修饰，并分析了反应产物链长度，我发现我可以控制它。 Z型异戊二烯基链延长酶的晶体结构表明这些区域是活性中心，对于控制酶促反应具有重要意义，使我们能够加深对Z型异戊二烯基链延长酶反应控制机制的认识（论文提交中） 。 2.拟南芥Z型异戊二烯链延长酶生理功能的功能分析 AtCPT4是拟南芥Z型异戊二烯链延长酶之一，被发现催化中链Z-异戊二烯链（C_<50-55>）的合成为了阐明AtCPT4及其反应产物的生理作用，我们分析了AtCPT4基因因基因插入而被破坏的拟南芥突变体。当在长日照条件下生长时，该突变体表现出比野生型更长的叶柄和下胚轴。另一方面，当植物在黑暗中生长时，没有观察到这种差异。我们还发现AtCPT4基因表达被白光照射快速诱导并被光阻断抑制。这些结果表明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)。

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)。

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

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）。