カンキツ果実のカロテノイド集積におけるカロテノイド代謝分解酵素の機能解析

柑橘类胡萝卜素代谢降解酶在类胡萝卜素积累中的功能分析

• 批准号: 12F02395
• 负责人: 加藤 雅也
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12F02395/
• 关键词: β－シトラウリン; アポカロテノイド; カロテノイド; カンキツ; CCD4; Carotenoid cleavage dioxygenase; β-シトラウリン; β－シトラウリン; アポカロテノイド; カロテノイド; カンキツ; CCD4; Carotenoid cleavage dioxygenase; β-シトラウリン

平成26年度は，これまで単離および発現解析を行ってきたCitCCD4b遺伝子の機能解析を行った。CitCCD4b遺伝子は，β－シトラウリン生合成に関わるCitCCD4aの近傍のゲノム配列上にコードされていることが明らかとなっている。しかし，その遺伝子発現パターンはCitCCD4aとは大きく異なっており，主に葉において高いレベルが認められた。このCitCCD4b遺伝子の機能を明らかにするために，CitCCD4bのcDNAを発現ベクターにライゲートし，カロテノイドを集積する大腸菌を用いた機能解析およびリコンビナントタンパク質を用いたin vitroにおける機能解析を行った。しかし，カロテノイドを集積する大腸菌を用いた機能解析およびin vitroにおける機能解析いずれも，CitCCD4bによる生成物は確認されなかった。従って，CitCCD4aのみが，β－クリプトキサンチンおよびゼアキサンチンの二重結合を酸化開裂する反応を触媒し，β－シトラウリンを生成することが明らかとなった。

2014年，进行了分离和表达的CICCCD4B基因的功能分析。已经揭示了citcCD4B基因在CITCCD4A附近的基因组序列上编码，该基因组序列与β-西瑞瑟生物合成有关。然而，基因表达模式与citCCD4A的表达模式显着不同，并且主要在叶片中观察到高水平。为了阐明该citcCD4B基因的功能，将citccd4b的cDNA连接到表达载体中，并使用大肠杆菌进行了功能分析，而大肠杆菌会积累类胡萝卜素，并使用重组蛋白在体外进行功能分析。但是，使用大肠杆菌（积累类胡萝卜素或体外功能分析）的功能分析证实了CitCCD4B的产物。因此，据揭示，只有citccd4a催化氧化作用的反应，即氧化裂解β-氯丁蛋白和玉米黄质的双键，产生β-瑞曲毒素。