トウガラシのPun1コード蛋白質におけるカプサイシンシンターゼ活性の証拠とカプサイシノイド蓄積に関する決定因子としてのその役割

OGAWA Kana; MUROTA Katsunori; SHIMURA Hanako; FURUYA Misaki; TOGAWA Yasuko; MATSUMURA Takeshi; MASUTA Chikara

文献

J-GLOBAL ID：201502221248802525 整理番号：15A0851324

トウガラシのPun1コード蛋白質におけるカプサイシンシンターゼ活性の証拠とカプサイシノイド蓄積に関する決定因子としてのその役割

Evidence of capsaicin synthase activity of the Pun1-encoded protein and its role as a determinant of capsaicinoid accumulation in pepper

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資料名：
巻： 15 号： Mar ページ： 15:93 (WEB ONLY) 発行年： 2015年03月
JST資料番号： U7027A ISSN： 1471-2229 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：イギリス (GBR) 言語：英語 (EN)

背景:カプサイシンはヒトにより日常的に利用され馴染まれているがカプサイシン生合成経路に関与する遺伝子は十分に解明されていない。アミノトランスフェラーゼ(pAMT)とPungent遺伝子1(Pun1)蛋白質がその経路の最後から2番目と最終段階をそれぞれ触媒すると考えられ,Pun1蛋白質はカプサイシンシンターゼであると推定される。しかしPun1がカプサイシンシンターゼの活性を有するという直接的な証拠はない。結果:Pun1蛋白質のカプサイシン産生能を確認する為,大腸菌で合成したPun1蛋白質に対する抗Pun1抗体を作製して内因性Pun1の活性を弱める為に用いた。本研究ではウイルス誘発性遺伝子サイレンシングを用いてPun1遺伝子発現を抑制して抗Pun1抗体の特異性を確認した。抗Pun1抗体を用いたウェスタンブロットによる実験でPun1を下方調節した胎盤組織でPun1蛋白質の蓄積レベルが調べられ,Pun1蛋白質の減少に伴ってカプサイシンの蓄積が同一組織で減少した。無細胞系分析で新規にカプサイシンを合成する為に胎盤組織から単離したプロトプラストを用いた実験によれば,抗Pun1抗体添加によりカプサイシン合成が阻害された。本研究では続いて種々のトウガラシ品種でpAMTとPun1の発現プロファイルを分析した。その結果,カプサイシンが高いレベルで蓄積してpAMTとPun1の両方が高レベルで発現することが分かった。これは両遺伝子がカプサイシン合成にとって重要であることを示唆している。しかし辛味をもつ品種と辛味がない品種でバニリルアミン(カプサイシンの前駆体)とカプサイシンの蓄積レベルを比較すると辛味をもつ品種のバニリルアミンのレベルは非常に低く,おそらくバニリルアミン合成後すぐにPun1により迅速にカプサイシンに転換される為であると考えられる。また辛味がない品種ではPun1が存在しないのでバニリルアミンの蓄積が非常に高いレベルであることが判明した。結論:本研究ではプロトプラストを利用して新規にカプサイシンを合成する新しい解析手法や抗Pun1抗体を用いたことで,Pun1遺伝子とその遺伝子産物はカプサイシン合成に関与することを説明できた。バニリルアミンとカプサイシンの蓄積レベルに関する比較分析によりPun1はカプサイシンの蓄積レベルの主要な決定因子であることが示された。(翻訳著者抄録)

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酵素生理

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