[发明专利]显示作为除虫菊酯生物合成酶的活性的蛋白质、编码该蛋白质的基因和整合有该基因的载体

说明书

技术领域

本发明涉及显示作为除虫菊酯生物合成酶的活性的蛋白质、编码该蛋 白质的基因和整合有该基因的载体。

背景技术

除虫菊所含的次级代谢产物除虫菊酯，具有对昆虫显示优异的杀虫活 性、另一方面对哺乳动物毒性低这样的作为杀虫成分理想的优点，故而在 驱蚊线香、喷雾剂、粉剂等中被广泛使用。虽然近年随着合成拟除虫菊酯 惊人发展，对除虫菊酯的需要减少，但是作为来自植物的对环境温和的杀 虫剂原料，现在其利用价值仍然较高，故而为了廉价且高效地获得除虫菊 酯的研究还在继续。特别是由于作为合成拟除虫菊酯的原材料的石油价格 急剧上涨等，上述次级代谢产物除虫菊酯的存在价值重新受到重视。

但是，除虫菊酯主要从除虫菊的花部提取，除虫菊在开花之前的生长 时间极长，约3年。因此，作为使除虫菊酯生产效率化的方法，除了挑选、 育种除虫菊的除虫菊酯高生产株之外，认为促进同种或异种植物细胞中的 除虫菊酯生物合成是有效的。

除虫菊酯具有作为单萜羧酸的菊酸与作为脂肪酸氧化代谢物的除虫菊 醇酮类(醇)以酯键结合的结构(图3)，人们知道在其生物合成中，菊酸和除 虫菊醇酮类分别通过不同的代谢途径生物合成，最后在两者之间形成酯键。

作为高效地进行上述除虫菊酯的生物合成的方法，可列举利用与其生 物合成相关的基因的方法，在利用这些基因进行除虫菊酯生物合成时，该 基因的分离和鉴定是不可缺少的。

但是，植物细胞生产的各种酯化合物，是以羧酸的辅酶A(CoA)硫酯体 (酰基CoA、RCO-S-CoA)和醇(R’-OH)作为底物，通过酰基转移酶而生物 合成的(图4)，且它们的生物合成例如记载在非专利文献1和非专利文献2 中。

推测作为这样的酰基转移酶，在除虫菊酯的生物合成中存在以菊酰 CoA或拟除虫菊酰CoA和除虫菊醇酮类为底物的菊酰/拟除虫菊酰基转移 酶(除虫菊酯生物合成酶)(图5)，但到目前为止没有作为基于氨基酸序列的 具体构成而被分离，更何况对于编码基于该氨基酸序列的蛋白质的基因， 当然也没有特别探求。

另外，专利文献1公开了能够对作为除虫菊酯的化学合成的原材料使 用的菊基二磷酸生成进行催化的菊基二磷酸合酶(synthase)等酶的氨基 酸序列，以及将基于该氨基酸序列的蛋白质编码化的基因序列，但对于能 够进行上述除虫菊酯的生物合成的酶自身的氨基酸序列和编码基于该氨基 酸序列的蛋白质的基因，并没有任何公开和暗示。正如由这样的现有技术 的状况明确的那样，对于特别指定除虫菊酯的生物合成所涉及的酶，然后 阐明编码该酶蛋白质的基因，从而基于基因工程学上的知识来进行除虫菊 酯的有效生物合成，尚未阐明。

专利文献1：特表平9-504684

非专利文献1：R.Kalscheuer and A.Steinbuchel，A novel bifunctional wax ester synthase/acyl-CoA：diacylglycerol acyltransferase mediates wax ester and triacylglycerol biosynthesis in Acinetobacter calcoaceticus ADP1. J.Biol.Chem.278：8075-8082(2003)

非专利文献2：J.Luo等，Convergent evolution in the BAHD family of acyl transferases：identification and characterization of anthocyanin acyl transferases from Arabidopsis thaliana.Plant J.50：678-695(2007)

发明内容

本发明的目的是提供通过确定与除虫菊酯的生物合成相关的酶的氨基 酸序列、及其基因的碱基序列，制作整合有该基因的载体、转化体，并将 这些制作技术应用于生长较快的植物，从而高效地生成除虫菊酯的方法。