黄耆のサポニン、アストラガロサイドの生合成の全経路を解明…酵素6種を確認

2千年以上にわたって生薬として使われてきた黄耆（Astragalus membranaceus）の主要成分アストラガロサイド（astragaloside）が、植物の中で作られる全過程が明らかになった。中国科学院昆明植物研究所（Kunming Institute of Botany）と成都中医薬大学の研究チームは、黄耆の染色体レベルのゲノム（chromosome-level genome）を新たに組み立て、これをもとに生合成経路の全体を解明して、Nature Plantsに報告した。

遺伝子クラスターから見つけた酵素6種

研究チームはまず、アストラガロサイドの合成に不可欠な修飾酵素を2つ見つけ出し、これを手がかりにして、トリテルペノイドの生合成遺伝子クラスター（biosynthetic gene cluster）を確認した。経路は、選択的な水酸化、エポキシ化、糖の結合が順に起こる構造で、シトクロムP450（cytochrome P450）酵素3種、2-オキソグルタル酸依存性酸化酵素（2-ODD）1種、糖転移酵素（glycosyltransferase）2種が関与していた。これらの遺伝子をタバコの近縁種ニコチアナ・ベンサミアナ（Nicotiana benthamiana）に入れると、アストラガロサイドIVが作られた。

アストラガロサイドは、原料を安定して確保しにくいことが課題とされてきた。経路が確保されたことで、栽培に頼らない生産方式を設計する基盤ができ、植物のテルペン遺伝子クラスターの多様性についての理解も広がったというのが、研究チームの評価である。

ただし、今回の成果は、経路の解明と、実験用の植物での再現を示した段階であり、生産の収量や経済性は扱っていない。アストラガロサイドのヒトでの効果を検証した研究でもない。