文献情報
文献番号
200607064A
報告書区分
総括
研究課題名
生合成解析と遺伝子組換え技術を基盤とする薬用植物の活用に関する研究
課題番号
H18-ゲノム-指定-001
研究年度
平成18(2006)年度
研究代表者(所属機関)
木内 文之(独立行政法人医薬基盤研究所 薬用植物資源研究センター)
研究分担者(所属機関)
- 柴田 敏郎(独立行政法人医薬基盤研究所 薬用植物資源研究センター 北海道研究部)
- 飯田 修(独立行政法人医薬基盤研究所 薬用植物資源研究センター 種子島研究部)
- 吉松 嘉代(独立行政法人医薬基盤研究所 薬用植物資源研究センター 筑波研究部)
- 渕野 裕之(独立行政法人医薬基盤研究所 薬用植物資源研究センター 筑波研究部)
- 関田 節子(徳島文理大学香川薬学部)
- 鎌田 博(筑波大学大学院生命環境科学研究科)
- 野口 博司(静岡県立大学薬学部)
研究区分
厚生労働科学研究費補助金 厚生科学基盤研究分野 ヒトゲノム・再生医療等研究【ヒトゲノム遺伝子治療研究】
研究開始年度
平成18(2006)年度
研究終了予定年度
平成18(2006)年度
研究費
31,500,000円
研究者交替、所属機関変更
-
研究報告書（概要版）
研究目的
薬用植物成分を創薬に有効利用するための基盤作りを目的として，薬用植物成分の生合成やそれに関与する酵素並びに遺伝子の解析，薬用植物への遺伝子導入法並びに遺伝子組換え薬用植物の評価法等に関する基礎研究を行った．
研究方法
カンゾウ並びにジンコウノキにおける２次代謝成分の生合成過程を明らかにし，ポリケタイド合成酵素による新規化合物の生成を検討した．また，薬用植物への遺伝子導入法を検討するとともに，組換え体の成分評価と環境影響評価手法を検討した．更に，薬用植物種子の発芽適温等のデータを収集した．
結果と考察
グリチルリチン生合成には， β－アミリンの11位と30位がそれぞれ先に水酸化される二つの経路が存在することを明らかにし，ジンコウノキの障害による樹脂化過程では，時間経過とともにセスキテルペン，エポキシクロモン類，テトラヒドロクロモン及びクロモン類がこの順番で生成することを明らかにした．今回の結果を基に，これらの変化に関与する酵素遺伝子の解析が進展するものと期待される．
ダイオウ由来ベンザルアセトン合成酵素（BAS）は，本来の基質ではないアントラニルCoAから，生理活性キノリノンアルカロイドを与え，アロエ由来のペンタケタイド合成酵素のエンジニアリングにより，これまで植物由来III型PKSでは得られたことのない縮合環系であるナフタレンが得られた．これらの結果は，酵素の新しい利用法や酵素のエンジニアリングによって，化合物ライブラリの多様性を拡張する道を拓くことができることを示すものである．
ケシ種子への遺伝子導入では，導入遺伝子の発現は確認できず，形質転換効率の改善のための検討が必要であった．BAS遺伝子を導入したシロイヌナズナでは，酵素反応生成物の存在は確認できず，代謝物解析用のソフトウェアを用いたLC-MS測定により，わずかな成分の変化を検出することができた．ベラドンナ形質転換体を用い，サンドイッチ法，抽出アッセイ法，ディッシュパック法によるアレロパシー活性評価を行い，これらの手法が，遺伝子組換え薬用植物の環境影響評価の標準法として利用可能であることを示した．
ダイオウ由来ベンザルアセトン合成酵素（BAS）は，本来の基質ではないアントラニルCoAから，生理活性キノリノンアルカロイドを与え，アロエ由来のペンタケタイド合成酵素のエンジニアリングにより，これまで植物由来III型PKSでは得られたことのない縮合環系であるナフタレンが得られた．これらの結果は，酵素の新しい利用法や酵素のエンジニアリングによって，化合物ライブラリの多様性を拡張する道を拓くことができることを示すものである．
ケシ種子への遺伝子導入では，導入遺伝子の発現は確認できず，形質転換効率の改善のための検討が必要であった．BAS遺伝子を導入したシロイヌナズナでは，酵素反応生成物の存在は確認できず，代謝物解析用のソフトウェアを用いたLC-MS測定により，わずかな成分の変化を検出することができた．ベラドンナ形質転換体を用い，サンドイッチ法，抽出アッセイ法，ディッシュパック法によるアレロパシー活性評価を行い，これらの手法が，遺伝子組換え薬用植物の環境影響評価の標準法として利用可能であることを示した．
結論
薬用植物有効成分の生合成過程の解明と生合成酵素を用いた新規化合物の生成，薬用植物への遺伝子の導入とその際の成分変化の評価並びに環境への影響評価に関する成果を上げるとともに，問題点も明らかにした．
公開日・更新日
公開日
2007-04-04
更新日
-