暗黒下特異的に発現するPolyphenol Oxidase-Like Proteinの機能解析

抄録

ムラサキ(Lithospermum erythrorhizon)はその根部でナフトキノン系赤色二次代謝産物であるシコニン誘導体を生産・蓄積している。ムラサキ培養細胞においてシコニン生合成はCu^2＋やMJなどによって促進され、NH₄⁺や光などによって抑制される。シコニンはシキミ酸経路由来のp-hydroxybenzoic acidとメバロン酸経路産物であるgeranyl diphosphateが結合して生合成されるが、生合成後半の反応、特にナフトキノン環の形成に関与する酵素の実体はこれまで未解明のままであった。
本研究では、ナフトキノン骨格形成に関する生合成反応について明らかにすることを目的とし、シコニン生産の暗黒下特異性を利用して、PCRセレクト・サブトラクション法により生合成に関わる調節遺伝子を網羅的に取得した。特に今回、発現が高かったPolyphenol oxidaseと相同性を示すクローン (LePPO1) に着目し、まずRACE法により全長cDNAを単離した。ノーザン解析を行った結果、LePPO1のmRNAの発現はシコニンの蓄積と極めて良く一致する発現パターンを示し、シコニン生合成の後半のステップを担うことが示唆された。PPOファミリーはC-C結合の形成を伴う閉環反応に関与するものも知られるため、ナフトキノン骨格形成酵素の有力候補と考えられる。現在、大腸菌発現系を用いてタンパク質の発現を行っている。