フラボノイド生合成酵素の「影武者」カルコン異性化酵素類似タンパク質

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陸上植物の生存戦略におけるその役割

2020-02-28 東北大学大学院工学研究科,金沢大学,自然科学研究機構 基礎生物学研究所,理化学研究所

【発表のポイント】

1.約4億5000万年前の地球において植物が上陸したときに、陸上環境に適応するために植物はフラボノイドとよばれる化合物群を生産するようになった。現存の陸上植物においても、フラボノイドはストレスへの適応や生殖に欠かせないものとなっており、ヒトの健康に関わる食品成分としても注目されている。

2.フラボノイドの生合成に関わる酵素の一つカルコンイソメラーゼ(CHI)と瓜二つであるが酵素活性を持たないタンパク質(カルコン異性化酵素類似タンパク質CHIL)が、フラボノイド合成の鍵酵素(カルコン合成酵素)の活性を矯正し、フラボノイド合成の効率を向上させる働きがあることが分かった。また、この働きが陸上植物で普遍的であることも分かった。

3.CHILは有用フラボノイドを異種生物で効率良く生産させるための必須なツールになると考えられる。

【概要】

東北大学大学院工学研究科バイオ工学専攻応用生命化学講座の研究グループらは、フラボノイド注1)の生合成に関わる陸上植物注2)に普遍的な代謝戦略を見いだしました。この発見は、植物の陸上環境への適応注3)のための代謝戦略や酵素の機能進化の理解に向けて多大なインパクトを与えるものであり、またこの有用な化合物群の効率的生産のために必須な要素となることが期待されます。

この共同研究は科学研究費補助金(番号18H03938)および基礎生物学研究所の助成を受けて実施され、その成果は2月13日に総合科学誌Nature Communicationsに掲載されました。

fig.jpg図 CHILの役割。 CHILはフラボノイド生合成の初発酵素CHSに結合し、その生成物特異性のあいまいさを矯正することにより、フラボノイド生合成の効率を上げる。フラボノイドは陸上植物の生殖や環境変化への適応を支える。

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