抄録
カフェインの生合成経路には3段階のメチル化反応が含まれる。キサンチン骨格のN-7位、N-3位の2回のメチル化の後テオブロミンが、さらにN-1位がメチル化されカフェインが合成される。チャ（Camellia sinensis）から我々が単離したカフェインシンターゼ（TCS1）は、最後の2段階、つまりN-3位とN-1位のメチル化を触媒するN-メチルトランスフェラーゼである。
本研究では、広範な植物でのカフェインシンターゼの機能を比較するために、主としてテオブロミンを蓄積するカカオ（Theobroma cacao）からTCS相同遺伝子を単離し、その機能解析を行った。チャとコーヒーのカフェインシンターゼ（CS）やテオブロミンシンターゼ（TS）に保存されているS-アデノシルメチオニンの結合領域をもとに作成したプライマーを用いて、RACE法によりカカオの葉からTCS相同遺伝子BTS1を単離した。BTS1がコードするタンパク質の推定分子量は41kDaであり、今までに単離されているCSやTSとほぼ同じ値であった。TCS1およびコーヒーのCTS1とBTS1のアミノ酸配列の相同性はそれぞれ55％、35％であった。予想される基質を用いて大腸菌で発現させたBTS1のN-メチルトランスフェラーゼ活性を測定した結果、7-メチルキサンチンに対する活性が認められ、このタンパク質がテオブロミンシンターゼであることが示された。
