フェアリー化合物の菌類におけるホルモンとしての証明

演示仙女化合物作为真菌中的激素

• 批准号: 18J21506
• 负责人: 伊藤 彰将
• 金额: $ 1.41万
• 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: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J21506/
• 关键词: Lepista sordida; fairy rings; nitric oxide synthase; 2-azahypoxanthine; plant growth regulator; フェアリーリング; コムラサキシメジ; imidazole-4-carboxamide; NO synthase; AHX; ICA; APRT; プリン代謝経路

コムラサキシメジ (Lepista sordida) 菌糸体培養濾液から単離されたAHX及びICAは、様々な植物やキノコに内生していることが判明した。AHXは天然物として前例が無い1,2,3-トリアジン骨格を有するが、その生合成経路は未だに解明されていない。今年度も前年度に引き続き、コムラサキシメジにおけるAHXの生合成経路の解明を目的として研究を行った。また、コムラサキシメジ菌糸体培養濾液からは、AHXやICAの他にも様々な植物成長調節物質が単離されており、コムラサキシメジは植物成長調節物質の有用な供給源である。したがって今年度は、コムラサキシメジ菌糸体培養濾液から更なる植物成長調節物質の探索も行った。AHXはAICAから生合成されることが判明している。AICAからAHXの変換反応には窒素源が必要であり、それはNOSが産生するNOであると仮説を立て、これまで研究に着手してきた。RNA-seqの結果、LsNOS2及びLsNOS8遺伝子の発現量が特に高いことが判明し、これらの組換え酵素 (rLsNOS2及びrLsNOS8) を精製した。両組換え酵素はN-hydroxy-L-Argを基質とした時には高いNOS活性を示した一方で、L-Argを基質とした時には全くNOS活性を示さなかった。更に、酵素反応系にAICAを追加した結果、酵素反応液のpHが4.0の時にAHXが検出された。従って、AHXの生合成にはNOではなく、NO+が窒素源として関与していることが示唆された。コムラサキシメジ菌糸体培養濾液の酢酸エチル可溶部を各種クロマトグラフィーによって分画した結果、天然から初めての単離を含む5種類の化合物の単離に成功した。シバに対する成長調節活性試験に供した結果、単離した化合物はシバの根部の成長を阻害あるいは地上部の成長を促進した。

发现从 Lepista sordida 菌丝体培养滤液中分离出的 AHX 和 ICA 是多种植物和蘑菇的内源性。 AHX具有1,2,3-三嗪骨架，这作为天然产物是前所未有的，但其生物合成途径尚未阐明。继去年之后，今年我们进行了旨在阐明小紫石路中AHX生物合成途径的研究。此外，除了AHX和ICA之外，还从Komurasakimega的菌丝体培养滤液中分离出多种植物生长调节剂，并且Komurasakishimeggi是植物生长调节剂的有用来源。因此，今年我们还从Komurasakishimedi的菌丝体培养滤液中寻找额外的植物生长调节剂。已发现AHX是由AICA生物合成的。 AICA向AHX的转化反应需要氮源，我们假设该源是NOS产生的NO，并进行了迄今为止的研究。 RNA-seq的结果发现，LsNOS2和LsNOS8基因的表达水平特别高，并且这些重组酶（rLsNOS2和rLsNOS8）被纯化。当使用N-羟基-L-Arg作为底物时，两种重组酶均显示出高NOS活性，但当使用L-Arg作为底物时，它们不显示任何NOS活性。另外，通过在酶反应体系中添加AICA，在酶反应液的pH为4.0时检测出AHX。因此，有人认为NO+，而不是NO，作为氮源参与AHX生物合成。我们通过各种色谱法对小紫姬路菌丝体培养滤液中的乙酸乙酯可溶部分进行分级，成功分离出五种化合物，其中包括一种首次从自然界中分离出来的化合物。测试对蚱蜢生长调节活性的结果表明，分离的化合物抑制蚱蜢根部的生长或促进其地上部分的生长。

项目成果

Biosynthesis of the Fairy Chemicals, 2-Azahypoxanthine and Imidazole-4-carboxamide, in the Fairy Ring-Forming FungusLepista sordida

仙女环形成真菌 Lepista sordida 中仙女化学物质 2-氮杂次黄嘌呤和咪唑-4-甲酰胺的生物合成

• DOI: 10.1021/acs.jnatprod.0c00394
• 发表时间: 2020
• 影响因子: 5.1
• 作者: Ito Akinobu;Choi Jae;Takemura Hirohide;Kotajima Mihaya;Wu Jing;Tokuyama Shinji;Hirai Hirofumi;Asakawa Tomohiro;Ouchi Hitoshi;Inai Makoto;Kan Toshiyuki;Kawagishi Hirokazu
• 通讯作者: Kawagishi Hirokazu

コムラサキシメジ (Lepista sordida) 菌糸体培養濾液由来の 植物成長調節物質の探索

寻找来自 Lepista sordida 菌丝体培养滤液的植物生长调节剂

• 发表时间: 2021
• 作者: 住田 真晟;呉 静;崔 宰熏;伊藤 彰将;平井 浩文;河岸 洋和
• 通讯作者: 河岸 洋和

Biosynthetic studies of fairy chemicals in the mushroom Lepista sordida

蘑菇 Lepista sordida 中神奇化学物质的生物合成研究

• 发表时间: 2019
• 作者: Akinobu Ito; Mihaya Kotajima; Jae;Hirokazu Kawagishi
• 通讯作者: Hirokazu Kawagishi

コムラサキシメジにおける2-azahypoxanthineに特異なトリアジン基の形成機構に関する研究

小紫石中2-氮杂次黄嘌呤特有的三嗪基团形成机制研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 鈴木 兵梧;伊藤 彰将;古田島 美颯;崔 宰熏;鈴木 智大;平井 浩文;浅川 倫宏;大内 仁志;稲井 誠;菅 敏幸;道羅 英夫;河岸 洋和
• 通讯作者: 河岸 洋和

Biosynthetic studies on fairy chemicals, 2-azahypoxanthine and imidazole-4-carboxamide, in the fairy ring-forming fungus Lepista sordida

仙女环形成真菌 Lepista sordida 中仙女化学物质 2-氮杂次黄嘌呤和咪唑-4-甲酰胺的生物合成研究

• 发表时间: 2020
• 作者: Akinobu Ito; Jae
• 通讯作者: Jae