植物有用物质の代谢の分子机构を纽解く
令和3年4月5日掲载
大学院创成科学研究科 助教 肥塚崇男
【利用施设】システム生物学?搁滨分析施设
植物はさまざまな低分子有机化合物（二次代谢产物）を作り、その多くが天然香料や色素、食品中の机能性成分、汉方の薬用成分などとして我々の生活を支える有用物质として使われています。例えば、ポリフェノールの一种であるレスベラトロールは、抗がん作用や抗炎症作用、アンチエイジング効果があることからその生理活性が注目され、サプリメントや医薬品原料として利用されています。现存する25万种もの植物が生产する二次代谢产物は20万种を越えるとされていますが、どのようにして多様な二次代谢产物が作られているのでしょうか。我々の研究室では、二次代谢产物の生合成酵素がわずかなアミノ酸残基の违いで反応特异性が异なることを明らかにし、有用物质生产に向けた遗伝子ツールとして利用することに取组んでいます。
二次代谢产物の多くはアシル化や配糖体化、プレニル化などの修饰反応を受けて构造多様性が生み出されるわけですが、その修饰反応の一つにO-メチル基転移酵素によるメチル化があります。例えば、スパイスの香り成分であるオイゲノールがメチル化されると、フレッシュなハーブ臭へと香気特性が変わります。このような反応に関わるO-メチル基転移酵素の性质を一つでも多く明らかにできれば、酵素の精緻な反応制御机构の理解や酵素机能の进化がわかるようになります。システム生物学?搁滨分析施设では、ラジオアイソトープ标识されたS-アデノシルメチオニン(厂础惭)をメチルドナーとしてO-メチル基転移酵素の机能解析を行い、ショウブ（Acorus calamus）からレスベラトロールを特异的に认识し、メチル化する酵素の発见に成功しました[1]。レスベラトロールがメチル化されると亲油性が高まり生体内に长く留まることから、生理活性が増强することが知られています。今后は、本研究で获得した酵素遗伝子を利用した植物代谢工学、合成生物学による安定的な有用物质生产への応用も期待されています。
[1] Koeduka et al. (2019) J Biosci Bioeng, 127: 539-543
