JP2003088373A - Caffeine synthase and gene for cording the synthase - Google Patents

Caffeine synthase and gene for cording the synthase

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JP2003088373A
JP2003088373A JP2001279072A JP2001279072A JP2003088373A JP 2003088373 A JP2003088373 A JP 2003088373A JP 2001279072 A JP2001279072 A JP 2001279072A JP 2001279072 A JP2001279072 A JP 2001279072A JP 2003088373 A JP2003088373 A JP 2003088373A
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caffeine
plants
synthase
genus
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Misako Mizuno
美砂子 水野
Hiroshi Ashihara
坦 芦原
Koichi Mizuno
幸一 水野
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Mitsui Chemicals Inc
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Mitsui Chemicals Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a polypeptide having enzymatic activity of a caffeine synthase, capable of effectively producing the caffeine synthase useful as an enzyme for industry, food or medical care, and to provide a method for producing secondary metabolites of plants, capable of effectively producing caffeine-based metabolite compounds by changing caffeine- biosynthesizing metabolism in caffeine-producing plants, plant tissues thereof or plant cells thereof, and capable of changing a generation ratio of a group of the compounds by changing the metabolism in the plants, the plant tissues or the plant cells. SOLUTION: This polypeptide has a specific amino acid sequence derived from Camellia irrawodiensis (refer to the specification) and the enzymatic activity of the caffeine synthase. A DNA and a RNA which code the polypeptide are provided in the specification, respectively. The caffeine synthase is produced by using microorganisms, plant bodies or cultured cells which are transformed by a vector containing the whole or a part of the DNA or the RNA. The caffeine synthase is controlled in its representation by an antisense RNA. Thus, caffeine contents in the plants are changed, and the caffeine synthase is produced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、カフェインシンタ
ーゼ、該酵素をコードするDNAまたはRNA、該DN
Aで形質転換された微生物および植物、ならびに該植物
またはその培養細胞または組織を用いて、カフェインま
たはその前駆体を製造する方法、該RNAを含む核酸構
造物によりカフェインまたはその前駆体量を変化させる
方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to caffeine synthase, DNA or RNA encoding the enzyme, and DN.
A method for producing caffeine or a precursor thereof using the microorganism and plant transformed with A, and the plant or a cultured cell or tissue thereof, and determining the amount of caffeine or a precursor thereof by a nucleic acid structure containing the RNA. Regarding how to change.

【0002】[0002]

【従来の技術】カフェインは、チャ(Camellia sinensi
s)などのツバキ科ツバキ属植物、コーヒー(Coffea ar
abica )等のアカネ科コーヒー属植物等に含まれるプリ
ンアルカロイドであり、医薬品原料や食品添加物として
使用されている。現在のところ、カフェインは前記植物
種を始めとするカフェイン産生植物からの抽出、または
有機合成によって製造されている。また、チャやコーヒ
ーなどの嗜好品においては、それらの刺激性を緩和また
又は増強するために、古典的な育種手法等を用いてカフ
ェインおよびその中間体の含有量の低減または増加が試
みられている。
2. Description of the Related Art Caffeine is used in tea ( Camellia sinensi
s ) and other camellia plants, such as coffee ( Coffea ar
abica ) is a purine alkaloid contained in Rubiaceae coffee genus plants and the like, and is used as a pharmaceutical raw material and a food additive. At present, caffeine is produced by extraction from caffeine-producing plants such as the above plant species or by organic synthesis. In addition, in the case of favorite products such as tea and coffee, it has been attempted to reduce or increase the content of caffeine and its intermediates by using classical breeding methods or the like in order to reduce or enhance their irritancy. ing.

【0003】カフェインはキサントシンから3段階のN
−メチル化により生合成されることが14C−トレーサー
実験により明らかにされている。 [Phytochemistry, 3
1, 2575-(1992)]。このメチル化を触媒する酵素活性
は、1975年にチャ葉の粗抽出液を用いた研究で最初
に報告された[Biochem.J., 146, 87-(1975)]。コーヒ
ーでメチルトランスフェラーゼの精製が試みられている
が[Phytochemistry, 37,1577-(1994)]、精製倍率はき
わめて低かった。チャでは、メチルトランスフェラーゼ
の部分精製の報告はあるが[Physiol.Plant., 98, 629-
(1996)]、酵素タンパク質は単離されていなかった。こ
のような中、カフェインシンターゼ、即ち、カフェイン
生合成の最終反応である7−メチルキサンチン〜テオブ
ロミン〜カフェインの2段階のメチル化反応を触媒する
N−メチルトランスフェラーゼのアミノ酸配列及びその
アミノ酸配列をコードするDNAに関しては、チャ(Ca
mellia sinensis)から加藤等が世界に先駆けて単離精
製し、報告している(特願平11-146358、特願平12-1517
18、特願平12-275063)。
Caffeine is a three-stage N from xanthosine.
Biosynthesis by -methylation has been demonstrated by 14 C-tracer experiments. [Phytochemistry, 3
1, 2575- (1992)]. The enzyme activity that catalyzes this methylation was first reported in 1975 in a study using crude extracts of tea leaves [Biochem. J., 146, 87- (1975)]. Attempts have been made to purify methyltransferase in coffee [Phytochemistry, 37, 1577- (1994)], but the purification rate was extremely low. In Cha, there is a report of partial purification of methyltransferase [Physiol.Plant., 98, 629-
(1996)], the enzyme protein was not isolated. In such a situation, caffeine synthase, that is, the amino acid sequence of N-methyltransferase that catalyzes the two-step methylation reaction of 7-methylxanthine-theobromine-caffeine, which is the final reaction of caffeine biosynthesis, and its amino acid sequence encoding respect to DNA, tea (Ca
mellia sinensis ), Kato et al. were the first in the world to isolate and purify and report (Japanese Patent Application No. 11-146358, Japanese Patent Application No. 12-1517).
18, Japanese Patent Application No. 12-275063).

【0004】一方チャの中にはCamellia irrawadiensis
のようにカフェインの替わりにテオブロミンを蓄積する
ことが知られている種類もあるが、こういった種におい
てカフェインの生合成系の酵素がどの様な多様性を示す
かについてはこれまでのところ全く知られていなかっ
た。
On the other hand, in the tea, Camellia irrawadiensis
There is also a type known to accumulate theobromine instead of caffeine, but what kind of diversity the enzymes of the biosynthetic system of caffeine in these species show However, it was unknown at all.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、カフェイン
シンターゼをコードするDNAまたはRNAの全部もし
くは一部を微生物または植物細胞にセンスまたはアンチ
センスの形で組み込むことにより、以下の目的を達成し
ようとするものである。 (1) 工業用、食品用または医療用酵素として利用で
きるカフェインシンターゼを効率よく生産する。 (2) カフェイン産生植物、植物組織または植物細胞
のカフェイン生合成代謝を改変してカフェイン代謝系の
化合物を効率よく生産する。 (3) カフェイン産生植物、植物組織または植物細胞
のカフェイン生合成代謝を改変してカフェイン代謝系の
化合物群の生成比を改変する。
The present invention achieves the following objects by incorporating all or part of DNA or RNA encoding caffeine synthase into microorganisms or plant cells in the form of sense or antisense. It is what (1) Efficiently produce caffeine synthase which can be used as an industrial, food or medical enzyme. (2) By modifying the caffeine biosynthetic metabolism of a caffeine-producing plant, plant tissue or plant cell, a caffeine metabolism system compound is efficiently produced. (3) Modifying the caffeine biosynthetic metabolism of caffeine producing plants, plant tissues or plant cells to modify the production ratio of the compounds in the caffeine metabolism system.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
の結果、先に単離したチャ(Camellia sinensis)のカ
フェインシンターゼのDNA配列をを基にDNAプロー
ブを作成し、このプローブを用いて3’RACE法およ
び5’RACE法によりテオブロミンを蓄積することが
知られている異なるチャ(Camellia irrawadiensis)か
ら目的DNAを単離することに成功した。次にこのDN
Aをベクターに組み込んだ後大腸菌に導入し、当該DN
Aに由来するタンパク質を大量に発現させた。このタン
パク質の酵素学的性質を調べたところ、先に単離報告し
たチャ(Camellia sinensis)の幼葉から単離したカフ
ェインシンターゼと同一の反応、すなわち7−メチルキ
サンチンからのカフェインの生成が認められ、当該DN
Aがカフェインシンターゼをコードする遺伝子であるこ
とを確認した。本発明者らは以上の知見に基づいて本発
明を完成するに至った。
As a result of earnest research, the present inventors have prepared a DNA probe based on the DNA sequence of caffeine synthase of tea ( Camellia sinensis ) isolated earlier, and prepared this probe. It was successfully used to isolate the target DNA from different teas ( Camellia irrawadiensis ) known to accumulate theobromine by the 3'RACE method and the 5'RACE method. Next this DN
After incorporating A into a vector, it was introduced into E. coli and the DN
A large amount of the protein derived from A was expressed. When the enzymatic properties of this protein were examined, it was confirmed that the same reaction as that of caffeine synthase isolated from the young leaves of tea ( Camellia sinensis ) previously reported, that is, the production of caffeine from 7-methylxanthine was observed. Recognized, DN
It was confirmed that A is a gene encoding caffeine synthase. The present inventors have completed the present invention based on the above findings.

【0007】則ち本発明は以下のとおりである。 [1] 配列表の配列番号1に記載の1番から365番
のアミノ酸配列で規定され、かつカフェインシンターゼ
の酵素活性を有するポリペプチド。 [2] 上記[1]に記載のポリペプチドをコードする
DNA。 [3] 配列表の配列番号1の1番〜1432番の塩基
配列で規定される上記[2]に記載のDNA。 [4] 上記[1]に記載のポリペプチドをコードする
RNA。 [5] 配列表の配列番号2の1番〜1432番の塩基
配列で規定される上記[4]に記載のRNA。 [6] 上記[2]または[3]に記載のDNAを含む
ベクター。 [7] 微生物および/または植物の細胞内で、カフェ
インシンターゼの酵素活性を有するポリペプチドを発現
させることができる上記[6]記載のベクター。 [8] 微生物および/または植物の細胞内で、カフェ
インシンターゼの酵素の発現を抑える効果を有するアン
チセンスRNAを発現させることができる上記[6]記
載のベクター。 [9] 上記[4]または[5]に記載のRNAを含む
ベクター。 [10]微生物および/または植物の細胞内で、カフェ
インシンターゼの酵素の発現を抑える効果を有するアン
チセンスRNAを発現させることができる上記[9]記
載のベクター。 [11]上記[6]〜[10]のいずれか一項に記載の
ベクターで形質転換された微生物。 [12]上記[11]記載の形質転換された微生物を用
いて、カフェインシンターゼの酵素活性を有するポリペ
プチドを製造する方法。 [13]上記[6]〜[10]のいずれか一項に記載の
ベクターで形質転換された植物細胞、植物組織または植
物体。 [14]上記[13]に記載の形質転換植物、該植物の
培養細胞または植物を用いて植物二次代謝産物を製造す
る方法。 [15]植物二次代謝産物が、キサントシン、7−メチ
ルキサントシン、7−メチルキサンチン、テオブロミ
ン、テオフィリン、カフェインから選ばれる少なくとも
1種以上の化合物である上記[14]記載の方法。 [16]形質転換植物がツバキ(Camellia)属植物、コ
ーヒー(Coffea)属植物、コラノキ(Cola)属植物、コ
カノキ(Erythroxylum)属植物、モチノキ(Ilex)属植
物、ネエア(Neea)属植物、アオギリ(Firmiana)属植
物、ポーリニア(Paullinia)属植物又はカカオノキ(T
heobroma)属植物である上記[15]記載の方法。
That is, the present invention is as follows. [1] A polypeptide which is defined by the amino acid sequences 1 to 365 of SEQ ID NO: 1 in the sequence listing and has an enzymatic activity of caffeine synthase. [2] A DNA encoding the polypeptide according to [1] above. [3] The DNA according to [2] above, which is defined by the base sequence from 1 to 1432 of SEQ ID NO: 1 in the sequence listing. [4] RNA encoding the polypeptide according to [1] above. [5] The RNA according to the above [4], which is defined by the base sequence from No. 1 to No. 1432 of SEQ ID NO: 2 in the sequence listing. [6] A vector containing the DNA according to [2] or [3] above. [7] The vector according to [6] above, which is capable of expressing a polypeptide having the enzymatic activity of caffeine synthase in the cells of a microorganism and / or plant. [8] The vector according to [6] above, which is capable of expressing an antisense RNA having an effect of suppressing the expression of the enzyme of caffeine synthase in the cells of a microorganism and / or a plant. [9] A vector containing the RNA according to [4] or [5] above. [10] The vector according to [9] above, which can express an antisense RNA having an effect of suppressing the expression of the enzyme of caffeine synthase in the cells of a microorganism and / or a plant. [11] A microorganism transformed with the vector according to any one of [6] to [10] above. [12] A method for producing a polypeptide having an enzymatic activity of caffeine synthase, using the transformed microorganism according to the above [11]. [13] A plant cell, plant tissue or plant transformed with the vector according to any one of the above [6] to [10]. [14] A method for producing a plant secondary metabolite using the transformed plant according to [13] above, a cultured cell of the plant, or a plant. [15] The method described in [14] above, wherein the plant secondary metabolite is at least one compound selected from xanthosine, 7-methylxanthosine, 7-methylxanthine, theobromine, theophylline, and caffeine. [16] Transformed plants are Camellia genus plants, Coffee ( Coffea ) genus plants, Cola ( Cola ) genus plants, Coca ( Erythroxylum ) genus plants, Molex ( Ilex ) genus plants, Neea ( Neea ) genus plants, Aogiri ( Firmiana ) genus plant, Paulinia genus plant or cacao tree ( T
The method according to the above [15], which is a plant of the genus heobroma ).

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態とし
て、カフェインシンターゼを含む発現ベクターの構築方
法ならびに形質転換植物の作製方法及びRNAi法によ
るカフェインシンターゼ酵素の発現抑制方法について説
明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, as an embodiment of the present invention, a method for constructing an expression vector containing caffeine synthase, a method for producing a transformed plant and a method for suppressing the expression of caffeine synthase enzyme by the RNAi method will be described.

【0009】本報告中のカフェインシンターゼ遺伝子も
しくはそのアンチセンスRNAを植物細胞内で発現させ
るためには、(i)植物細胞内で転写可能なプロモータ
ー、(ii)プロモーターの下流にセンス方向またはアン
チセンス方向に連結したカフェインシンターゼ遺伝子D
NAの全部または一部、(iii)必要に応じて該遺伝子
DNAの下流に連結された転写産物の安定化に必要なポ
リアデニレーション部位を含むターミネーター配列、を
含む発現カセットを植物細胞に導入する。
In order to express the caffeine synthase gene or its antisense RNA in this report in plant cells, (i) a promoter transcribable in plant cells, (ii) a sense direction or an antisense gene downstream of the promoter. Caffeine synthase gene D linked in the sense direction
An expression cassette containing all or part of NA, and (iii) a terminator sequence containing a polyadenylation site necessary for stabilization of a transcription product linked to the downstream of the gene DNA, is introduced into plant cells. .

【0010】発現カセットは、挿入されているDNAを
恒常的または誘導的に発現させるためのプロモーターを
含有し得る。恒常的に発現させるためのプロモーターと
しては、例えば、カリフラワーモザイクウイルスの35
Sプロモーター、イネのアクチンプロモーターなどが挙
げられる。また、誘導的に発現させるためのプロモータ
ーとしては、例えば糸状菌、細菌、ウイルスの感染や侵
入、低温、高温、乾燥、嫌気的条件、特定の化合物の散
布等の外因によって発現することが知られているプロモ
ーター等が挙げられる。このようなプロモーターとして
は、例えば、糸状菌、細菌、ウイルスの感染や侵入によ
って発現するイネのキチナーゼ遺伝子のプロモーターや
タバコのPRタンパク質遺伝子のプロモーター、低温に
よって誘導されるイネの「lip19」遺伝子のプロモ
ーター、高温によって誘導されるシロイヌナズナの「H
SP18.2」遺伝子のプロモーター、乾燥によって誘
導されるイネの「rab」遺伝子のプロモーター、嫌気
的条件で誘導されるトウモロコシのアルコールデヒドロ
ゲナーゼ遺伝子のプロモーター等が挙げられる。またイ
ネのキチナーゼ遺伝子のプロモーターとタバコのPRタ
ンパク質遺伝子のプロモーターはサリチル酸等の特定の
化合物によって、イネの「rab」遺伝子プロモーター
は植物ホルモンのアブシジン酸の散布によっても誘導さ
れる。
The expression cassette may contain a promoter for expressing the inserted DNA constitutively or inducibly. As a promoter for constitutively expressing, for example, 35 of cauliflower mosaic virus is used.
The S promoter, the rice actin promoter and the like can be mentioned. In addition, as a promoter for inducible expression, it is known to be expressed by external factors such as infection and invasion of filamentous fungi, bacteria, viruses, low temperature, high temperature, dryness, anaerobic conditions, and application of specific compounds. Promoters and the like. Examples of such a promoter include a rice chitinase gene promoter expressed by filamentous fungi, bacteria, and virus infection or invasion, a tobacco PR protein gene promoter, and a low-temperature-induced rice "lip19" gene promoter. , "H of Arabidopsis thaliana induced by high temperature
Examples include the promoter of the SP18.2 "gene, the promoter of the rice" rab "gene induced by drought, the promoter of the maize alcohol dehydrogenase gene induced by anaerobic conditions, and the like. The rice chitinase gene promoter and the tobacco PR protein gene promoter are also induced by a specific compound such as salicylic acid, and the rice “rab” gene promoter is also induced by spraying the plant hormone abscisic acid.

【0011】或いはまた、発現カセットに挿入されてい
るDNAを発現させるためのプロモーターとしては、カ
フェインシンターゼ遺伝子のプロモーターを単離して利
用する方法も挙げられる。具体的なプロモーターの単離
方法の一例には、カフェインシンターゼ遺伝子、例えば
カフェインシンターゼ遺伝子のDNAの全部又は一部を
プローブとしたハイブリダイゼーション技術の利用によ
り、ゲノムDNA断片を選択し、該遺伝子の上流部DN
Aを特定する方法を挙げることができる。
Alternatively, as a promoter for expressing the DNA inserted in the expression cassette, a method of isolating and utilizing the promoter of the caffeine synthase gene can also be mentioned. One example of a specific method for isolating a promoter is to select a genomic DNA fragment by using a hybridization technique using a caffeine synthase gene, for example, all or part of DNA of the caffeine synthase gene as a probe, Upstream DN
A method of identifying A can be mentioned.

【0012】組み換えDNA分子の植物への導入に備え
るために、大腸菌の複製シグナル及び形質転換された細
菌の細胞を選抜するためのマーカー遺伝子を含むクロー
ニングベクターが数多く利用できる。このようなベクタ
ーの例には、pBR322、pUC系、M13mp系等
がある。適当な制限酵素切断部位で、目的の配列をベク
ターに導入することができる。得られたプラスミドDN
Aの特徴を明らかにするため、制限酵素切断部位分析、
ゲル電気泳動、及びその他の生化学的−分子生物学的方
法が一般に用いられる。各々の操作を終えた後、プラス
ミドDNAを切断して、別のDNAに結合させることが
できる。各プラスミドDNAの配列を、同じプラスミド
又は別のプラスミド中にクローニングすることができ
る。
To prepare for the introduction of recombinant DNA molecules into plants, many cloning vectors are available which contain an E. coli replication signal and a marker gene for selecting transformed bacterial cells. Examples of such vectors include pBR322, pUC system, M13mp system and the like. The desired sequence can be introduced into the vector at an appropriate restriction enzyme cleavage site. The obtained plasmid DN
To clarify the characteristics of A, restriction enzyme cleavage site analysis,
Gel electrophoresis and other biochemical-molecular biology methods are commonly used. After each operation, the plasmid DNA can be cleaved and ligated to another DNA. The sequence of each plasmid DNA can be cloned in the same plasmid or another plasmid.

【0013】植物宿主細胞の中に発現カセットを導入す
るためには、さまざまな手法を用いることができる。こ
れらの手法には、形質転換因子としてアグロバクテリウ
ム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens
または、アグロバクテリウムリゾゲネス(Agrobacteriu
m rhizogenes)を用いたT−DNAによる植物細胞の形
質転換、プロトプラストへの直接導入(インジェクショ
ン法、エレクトロポレーション法等)、パーティクルガ
ン法等やその他の可能性が含まれる。
Various techniques can be used to introduce the expression cassette into plant host cells. These techniques include Agrobacterium tumefaciens as a transforming factor.
Or, Agrobacterium rhizogenes ( Agrobacteriu
transformation of plant cells with T-DNA using m rhizogenes ), direct introduction into protoplasts (injection method, electroporation method, etc.), particle gun method, and other possibilities.

【0014】プロトプラストへの直接導入では、特別に
必要とされるベクターはない。例えば、pUC誘導体の
ような単純なプラスミドを用いることができる。目的の
遺伝子を植物細胞に導入する方法によっては、他のDN
A配列が必要になることもある。例えばTiまたはRi
プラスミドを植物細胞の形質転換に用いる場合には、T
iおよびRiプラスミドのT−DNA領域の少なくとも
右端の配列、大抵は両端の配列を、導入されるべき遺伝
子の隣接領域となるように接続しなければならない。
For direct introduction into protoplasts, no special vector is required. For example, a simple plasmid such as pUC derivative can be used. Depending on the method of introducing the gene of interest into plant cells, other DN
The A sequence may be required. For example Ti or Ri
When the plasmid is used to transform plant cells, T
At least the rightmost sequences, and usually the sequences at both ends, of the T-DNA regions of the i and Ri plasmids must be joined so that they are adjacent to the gene to be introduced.

【0015】アグロバクテリウム属菌を形質転換に用い
る場合には、導入すべき発現カセットを、特別のプラス
ミド、すなわち中間ベクターまたはバイナリーベクター
中にクローニングする必要がある。中間ベクターはアグ
ロバクテリウム属菌の中では複製されない。中間ベクタ
ーは、ヘルパープラスミドあるいはエレクトロポレーシ
ョンによってアグロバクテリウム属菌の中に移行され
る。中間ベクターは、T−DNAの配列と相同な領域を
もつため、相同組換えによって、アグロバクテリウム属
菌のTiまたはRiプラスミド中に取り込まれる。宿主
として使われるアグロバクテリウム属菌には、vir領
域が含まれている必要がある。通常TiまたはRiプラ
スミドにvir領域が含まれており、その働きにより、
T−DNAを植物細胞に移行させることができる。
When Agrobacterium is used for transformation, it is necessary to clone the expression cassette to be introduced into a special plasmid, that is, an intermediate vector or a binary vector. The intermediate vector does not replicate in Agrobacterium. The intermediate vector is transferred into Agrobacterium by helper plasmid or electroporation. Since the intermediate vector has a region homologous to the T-DNA sequence, it is incorporated into the Ti or Ri plasmid of Agrobacterium by homologous recombination. Agrobacterium used as a host needs to contain a vir region. Usually, the Ti or Ri plasmid contains a vir region, and by its function,
T-DNA can be transferred to plant cells.

【0016】一方、バイナリーベクターはアグロバクテ
リウム属菌の中で複製、維持され得るので、ヘルパープ
ラスミドあるいはエレクトロポレーション法によってア
グロバクテリウム属菌中に取り込まれると、宿主のvi
r領域の働きによって、バイナリーベクター上のT−D
NAを植物細胞に移行させることができる。
On the other hand, since the binary vector can be replicated and maintained in the bacterium of the genus Agrobacterium, when incorporated into the bacterium of the genus Agrobacterium by the helper plasmid or electroporation method,
T-D on a binary vector by the function of the r region
NA can be transferred to plant cells.

【0017】なお、このようにして得られた発現カセッ
トを含む中間ベクターまたはバイナリーベクター、及び
これを含む大腸菌やアグロバクテリウム属菌等の微生物
も本発明の対象である。
The intermediate vector or binary vector containing the thus obtained expression cassette, and microorganisms such as Escherichia coli and Agrobacterium belong to the present invention.

【0018】形質転換された植物細胞は、再生過程を経
ることにより植物体に変換することができる。再生の方
法は植物細胞の種類により異なるが、例えばイネではFu
jimuraら[Plant Tissue Culture Lett., 2, 74-(199
5)]の方法、トウモロコシでは、Shillitoら[Bio/Techn
ology, 7, 581-(1989)]の方法、シロイヌナズナではA
kamaらの方法[Plant Cell Rep., 12, 7-(1992)]など
が挙げられる。
The transformed plant cells can be transformed into plants by undergoing a regeneration process. The method of regeneration depends on the type of plant cell, but in rice, for example, Fu
jimura et al. [Plant Tissue Culture Lett., 2, 74- (199
5)] method, in corn, Shillito et al [Bio / Techn
ology, 7, 581- (1989)], A in Arabidopsis
The method of Kama et al. [Plant Cell Rep., 12, 7- (1992)] can be mentioned.

【0019】これらの方法により作出された植物体は、
カフェインまたはその前駆体を産生する野生型の植物体
と比較して本発明のカフェインシンターゼタンパク質の
発現量が変化し、ホスト植物の代謝の改変によるカフェ
イン代謝系化合物の生成量の変化や、ホスト植物の代謝
の改変によるカフェイン代謝系化合物群の生成比の変化
が起こる。このようにして得られたトランスジェニック
植物は本発明の対象である。本発明において、「植物
体」とは植物に分類される生物個体の全体もしくは一部
の器官(例えば、葉、茎、根、花、果実、種子等)もし
くは培養細胞を指す。
Plants produced by these methods are
The expression level of the caffeine synthase protein of the present invention changes as compared to a wild-type plant that produces caffeine or its precursor, and changes in the production amount of the caffeine metabolism system compound due to the modification of the metabolism of the host plant and , The production ratio of caffeine metabolite compounds changes due to the alteration of metabolism of host plants. The transgenic plants thus obtained are the subject of the present invention. In the present invention, the “plant” refers to all or part of organs (eg, leaves, stems, roots, flowers, fruits, seeds) or cultured cells of organisms classified as plants.

【0020】前記のSAMをメチル基供与体としてカフ
ェインを生成する植物としては、チャなどのツバキ科ツ
バキ(Camellia)属植物、コーヒーなどのアカネ科コー
ヒー(Coffea)属植物、カカオノキ(Theobroma)属植
物、コラノキなどのアオギリ科コラノキ(Cola)属植物
など、カフェイン産生植物を例示することができる。
The above-mentioned plants that produce caffeine by using SAM as a methyl group donor include Camellia plants belonging to the Camellia family such as tea, plants belonging to the Coffea family such as coffee, and the genus Caucas ( Theobroma ). Caffeine-producing plants such as plants and plants belonging to the genus Cola of the family Aquiliaceae such as Coranoki can be exemplified.

【0021】本発明にかかるカフェインシンターゼをコ
ードするDNAを導入してカフェインシンターゼタンパ
ク質を大量に発現させるための微生物としては、大腸菌
や枯草菌等の細菌及びバキュロウイルス等のウイルスを
例示することができる。
Examples of microorganisms for introducing a DNA encoding caffeine synthase according to the present invention to express a large amount of caffeine synthase protein include bacteria such as Escherichia coli and Bacillus subtilis and viruses such as baculovirus. You can

【0022】また、ホスト細胞の代謝を改変して特定化
合物の生産性向上や特定の化合物群の生成比改変を図る
ことを目的に、本発明にかかるカフェインシンターゼを
コードするDNAをセンスまたはアンチセンスの形で組
み込む植物としては、カフェインまたはその前駆体を産
生する植物であればすべて使用できるが、中でもチャな
どのツバキ科ツバキ(Camellia)属植物、コーヒーなど
のアカネ科コーヒー(Coffea)属植物、カカオノキ(Th
eobroma)属植物、コラノキなどのアオギリ科コラノキ
Cola)属植物などを例示することができる。
For the purpose of modifying the metabolism of the host cell to improve the productivity of a specific compound or modify the production ratio of a specific compound group, the DNA encoding the caffeine synthase according to the present invention is sensed or antisense. As a plant to be incorporated in the form of sense, any plant that produces caffeine or a precursor thereof can be used, but among them, a camellia ( Camellia ) genus plant such as tea, and a Rubiaceae coffee ( Coffea ) genus such as coffee. Plant, cacao ( Th
Examples thereof include plants of the genus eobroma ) and plants of the genus Cola of the family Aequiliceae .

【0023】これらの方法により作出された植物体は、
カフェインまたはその前駆体を産生する野生型の植物体
と比較して本発明のN−メチルトランスフェラーゼの発
現量が変化し、ホスト植物の代謝の改変によるカフェイ
ン代謝系化合物の生成量の変化や、ホスト植物の代謝の
改変によるカフェイン代謝系化合物群の生成比の変化が
起こる。このようにして得られたトランスジェニック植
物は本発明の対象である。
The plants produced by these methods are
The expression level of the N-methyltransferase of the present invention changes as compared to a wild-type plant that produces caffeine or a precursor thereof, and changes in the production amount of the caffeine metabolism system compound due to the modification of the metabolism of the host plant, , The production ratio of caffeine metabolite compounds changes due to the alteration of metabolism of host plants. The transgenic plants thus obtained are the subject of the present invention.

【0024】また近年、植物のポストトランスレーショ
ナルなジーンサイレンシングの研究から、ウイルス等の
外来核酸に対して植物が本来備えている防御機項を利用
して、目的遺伝子の発現を抑制することが可能なことが
わかってきた(Cell,95,177-187(1998)、化学と生物、3
7、532-(1999)、蛋白質核酸酵素、44、1396-(1999))。
これによれば、DNAウイルスやRNAウイルス等が植
物に進入した場合、植物はこれらの鋳型からアベラント
RNAを転写し、植物が本来持っている配列の転写産物
と配列特異的に二本鎖RNAを形成する。この二本鎖R
NAはRNaseにより分解されることにより、目的の
遺伝子の発現を抑制することが可能となる(Cell,96, 3
03-(1999))。本方法の重要な特徴のひとつは、発現を
抑制したい配列を目的植物に必ずしも形質転換させる必
要がない点にある。また本方法のさらなる特徴は、植物
の一部(下位葉等)に目的の核酸を感染等により導入す
れば、その効果が植物体全体に広がることである。具体
的な発現抑制方法は、目的遺伝子の配列またはそれと高
い相同性を持つ配列の全部または一部を含む二本鎖RN
Aや、二本鎖DNAを持つアグロバクテリウムを植物の
下位葉に感染させる。ここで高い相同性とはそれぞれの
塩基配列の比較において60%以上の相同性、好ましく
は75%以上の相同性、さらに好ましくは90%以上の
相同性、最も好ましくは95%以上の相同性を指す。
Further, in recent years, based on the research on post-translational gene silencing of plants, it is possible to suppress the expression of a target gene by using the defense mechanism originally possessed by plants against foreign nucleic acids such as viruses. (Cell, 95, 177-187 (1998), Chemistry and Biology, 3
7, 532- (1999), Protein Nucleic Acid Enzyme, 44, 1396- (1999)).
According to this, when a DNA virus, an RNA virus, or the like enters a plant, the plant transcribes averant RNA from these templates, and produces a double-stranded RNA sequence-specifically with the transcript of the sequence originally possessed by the plant. Form. This double-stranded R
When NA is degraded by RNase, it becomes possible to suppress the expression of the target gene (Cell, 96, 3
03- (1999)). One of the important features of this method is that it is not always necessary to transform the target plant with the sequence whose expression is to be suppressed. Further, a further feature of this method is that, when a target nucleic acid is introduced into a part of a plant (lower leaf etc.) by infection or the like, its effect is spread to the whole plant body. A specific method for suppressing expression is a double-stranded RN containing all or part of a sequence of a target gene or a sequence having high homology with it.
The lower leaves of the plant are infected with A or Agrobacterium having a double-stranded DNA. Here, high homology means 60% or more homology in each nucleotide sequence comparison, preferably 75% or more homology, more preferably 90% or more homology, most preferably 95% or more homology. Point to.

【0025】これらの方法を施された植物体は、カフェ
インまたはその前駆体を産生する野生型の植物体と比較
して本発明のN−メチルトランスフェラーゼタンパク質
の発現量が変化し、ホスト植物の代謝の改変によるカフ
ェイン代謝系化合物の生成量の変化や、ホスト植物の代
謝の改変によるカフェイン代謝系化合物群の生成比の変
化が起こる。このようにして得られた植物は本発明の対
象である。本発明でいう植物には、葉、花、果実、種子
などの植物の特定の組織または細胞も含まれる。
The plants subjected to these methods have a different expression level of the N-methyltransferase protein of the present invention as compared with the wild-type plants producing caffeine or its precursor, and the host plants Changes in the amount of caffeine-metabolizing compounds produced due to alteration of metabolism and changes in the production ratio of caffeine-metabolising compounds due to alteration of metabolism of host plants. The plants thus obtained are the subject of the present invention. The plant as referred to in the present invention also includes specific tissues or cells of plants such as leaves, flowers, fruits and seeds.

【0026】上記の構成のベクターで形質転換されたも
しくはベクターの感染された植物細胞または植物組織を
培養して、あるいは同様に形質転換された植物体を栽培
して、カフェイン合成系にかかる二次代謝産物の製造や
これらの形質転換体で生産される二次代謝産物の組成の
改変を行うことができる。この二次代謝産物としては、
例えば、7−メチルキサンチン、パラキサンチン、テオ
ブロミン及びカフェインからなる群から選ばれる少なく
とも1つ以上の化合物を挙げることができる。
The plant cells or plant tissues transformed or infected with the vector having the above-mentioned constitution are cultured, or similarly transformed plant is cultivated, and the caffeine synthesis system is used. The production of secondary metabolites and the composition of secondary metabolites produced by these transformants can be modified. As this secondary metabolite,
Examples thereof include at least one compound selected from the group consisting of 7-methylxanthine, paraxanthine, theobromine and caffeine.

【0027】形質転換に用いる植物細胞、植物組織また
は植物体の供給原としては、例えば、形質転換植物体
が、ツバキ(Camellia)属植物、コーヒー(Coffea)属
植物、コラノキ(Cola)属植物、モチノキ(Ilex)属植
物、ネエア(Neea)属植物、アオギリ(Firmiana)属植
物、ポーリニア(Paullinia)属植物又はカカオノキ(T
heobroma)属植物を挙げることができる。中でもチャな
どのツバキ科ツバキ(Camellia)属植物、コーヒーなど
のアカネ科コーヒー(Coffea)属植物、コラノキなどの
アオギリ科コラノキ(Cola)属植物などを好ましいもの
として例示することができる。
As a source of plant cells, plant tissues or plants used for transformation, for example, transformed plants are Camellia genus plants, Coffee (Coffea) genus plants, Cola genus plants, Plants of the genus Ilex, Neea, Firmiana, Paulinia or cacao (T)
Heobroma) plants can be mentioned. Among them, preferable examples are Camellia plants such as tea, Coffea plants such as coffee, and Cola plants such as Coranaceae.

【0028】さらに、本発明にかかるN−メチルトラン
スフェラーゼは、テオブロミンの他にも7−メチルキサ
ンチンといった構造類似化合物もメチル化することがで
きるので、前記の植物種以外であってもこれらキサンチ
ンの構造類似化合物を含む植物であれば、本発明の方法
を適用することができる。
Furthermore, since the N-methyltransferase according to the present invention can methylate structural similar compounds such as 7-methylxanthine in addition to theobromine, the structures of these xanthines can be obtained even in other plant species. The method of the present invention can be applied to any plant containing a similar compound.

【0029】[0029]

【実施例】以下、実施例および比較例により本発明を更
に具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例
に限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples and comparative examples, but the scope of the present invention is not limited to these examples.

【0030】[実施例1] カフェインシンターゼのク
ローニング (1)total RNAの単離 農水省野菜茶業試験場から入手した5gの若いチャ葉
Camellia irrawadiensis)を液体窒素存在下で乳棒、
乳鉢を用いて破砕した。液体窒素の昇華後、5mlの2%
CTAB, 0.1M Tris (pH9.5), 20mM EDTA, 1.4M NaCl, 5%
β- mercaptoethanolに溶かして65℃に10分間放置す
る。等量のクロロホルム液を加えて撹拌し、総量で10
ml程度にした。15,000rpm、10分間の遠心
分離を行い、水層をとり、2.5mlの10M塩化リチウム液を
加え、少なくとも2時間、-20℃に放置する。4℃、1
5,000rpm、10分間の遠心分離を行い、上清を
除去し、沈殿を1mlのTEに溶解し、再度、遠心分離を行
った。上清を回収し、1mlのTE飽和フェノール溶液を
加えて転倒混和し、15,000rpm、10分間の遠
心分離を行った。さらに上清にフェノール/クロロホル
ムを加えて撹拌し、15,000rpm、10分間の遠
心分離を行った。水層を回収し、等量のクロロホルム液
を加え、撹拌する。15,000rpm、10分間の遠
心分離を行い、水層を回収し、1/4倍量の10M塩化リチウ
ム液を加え、少なくとも2時間、-20℃に放置する。1
5,000rpm、10分間の遠心分離を行い、得られ
た沈殿に70%エタノールを加えて、再度、遠心分離を
行った。沈殿を真空ポンプでドライアップした後、20
0μlの水に溶解しtotal RNAの画分とした。
[Example 1] Cloning of caffeine synthase (1) Isolation of total RNA 5 g of young tea leaves ( Camellia irrawadiensis ) obtained from the Ministry of Agriculture, Forestry and Fisheries Experiment Station were pestle in the presence of liquid nitrogen.
It was crushed using a mortar. After sublimation of liquid nitrogen, 5 ml of 2%
CTAB, 0.1M Tris (pH9.5), 20mM EDTA, 1.4M NaCl, 5%
Dissolve in β-mercaptoethanol and leave at 65 ℃ for 10 minutes. Add an equal volume of chloroform solution and stir to bring the total volume to 10
It was set to about ml. After centrifugation at 15,000 rpm for 10 minutes, the aqueous layer is collected, 2.5 ml of 10M lithium chloride solution is added, and the mixture is left at -20 ° C for at least 2 hours. 4 ° C, 1
Centrifugation was performed at 5,000 rpm for 10 minutes, the supernatant was removed, the precipitate was dissolved in 1 ml of TE, and centrifugation was performed again. The supernatant was recovered, 1 ml of a TE-saturated phenol solution was added, mixed by inverting, and centrifuged at 15,000 rpm for 10 minutes. Further, phenol / chloroform was added to the supernatant, and the mixture was stirred and centrifuged at 15,000 rpm for 10 minutes. The aqueous layer is collected, an equal volume of chloroform solution is added, and the mixture is stirred. Centrifuge at 15,000 rpm for 10 minutes, collect the aqueous layer, add 1/4 volume of 10M lithium chloride solution, and leave at -20 ° C for at least 2 hours. 1
Centrifugation was performed at 5,000 rpm for 10 minutes, 70% ethanol was added to the obtained precipitate, and centrifugation was performed again. After drying up the precipitate with a vacuum pump, 20
It was dissolved in 0 μl of water to give a fraction of total RNA.

【0031】(2) 3’−RACE法による3’末端
のクローニングに必要なcDNA合成 3’−RACEはTAKARAの3'-Full RACE Core Se
tを使用した。配列表にないプライマーはこのセットに
添付されているものである。65℃5分間の熱処理を行
ったtotal RNA 1μgをテンプレートにして、このセット
の取扱説明書に書かれている方法でoligo dT-3-sites A
daptor Primerを用いて逆転写反応によりcDNAを合成し
た。反応液の組成は以下の通りである。この反応液をGe
ne Amp PCR System 2400(Perkin Elmer)を用いて、30
℃/10分間、50℃/1時間、95℃/5分間反応さ
せる条件で反応生成物を得た。 テンプレートcDNA 3μl 10×buffer 2μl 10mM dNTP 2μl 25mM MgCl2 4μl Oligo-dT 3 sites adaptor primer 1μl RNase inhibitor 0.5μl H2O 7μl AMV-Reverse transcriptase 0.5μl
(2) cDNA synthesis required for cloning of 3'end by 3'-RACE method 3'-RACE is 3'-Full RACE Core Se of TAKARA.
used t. The primers not included in the sequence listing are those attached to this set. Using 1 μg of total RNA heat-treated at 65 ° C for 5 minutes as a template, use the method described in the instruction manual for this set to use oligo dT-3-sites A
cDNA was synthesized by a reverse transcription reaction using daptor Primer. The composition of the reaction solution is as follows. This reaction solution is Ge
30 using ne Amp PCR System 2400 (Perkin Elmer)
A reaction product was obtained under the conditions of reacting at 10 ° C for 10 minutes, 50 ° C for 1 hour, and 95 ° C for 5 minutes. Template cDNA 3 μl 10 × buffer 2 μl 10 mM dNTP 2 μl 25 mM MgCl 2 4 μl Oligo-dT 3 sites adaptor primer 1 μl RNase inhibitor 0.5 μl H 2 O 7 μl AMV-Reverse transcriptase 0.5 μl

【0032】(3) 3'-RACE法によるカフェインシン
ターゼ遺伝子のクローニング 先に述べた方法で調製した1本鎖cDNAをテンプレー
トにした以下の反応液を調製した。プライマーTCS6
の配列は配列表の配列番号3に示した。この反応液をGe
ne Amp PCR System 2400(Perkin Elmer)を用いて、94
℃/30秒間の反応後、94℃/30秒間、59℃/30秒間、
72℃/2分間を30サイクル反応させる条件でPCR
を行い、反応生成物を得た。 テンプレートcDNAを含む先の反応液 20μl 10×buffer 10μl 2.5mM NTP 16μl TCS6 1μl(20pmol) 3 sites Adaptor Primer 1μl(20pmol) H2O 51μl ExTaq(TAKARA) 1μl
(3) Cloning of caffeine synthase gene by 3'-RACE method The following reaction solution was prepared using the single-stranded cDNA prepared by the above-mentioned method as a template. Primer TCS6
The sequence is shown in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing. This reaction solution is Ge
Using ne Amp PCR System 2400 (Perkin Elmer), 94
After the reaction at ℃ / 30 seconds, 94 ℃ / 30 seconds, 59 ℃ / 30 seconds,
PCR under conditions of 30 cycles of 72 ° C / 2 minutes
Was carried out to obtain a reaction product. 20 μl 10 × buffer 10 μl 2.5 mM NTP 16 μl TCS6 1 μl (20 pmol) 3 sites Adapter Primer 1 μl (20 pmol) H 2 O 51 μl ExTaq (TAKARA) 1 μl

【0033】(4) プラスミドベクターへのサブクロ
ーニング 0.8% アガロースゲルを用いてTAE中で反応生成
物の電気泳動を行い、得られた目的生成物のバンドを切
り取り、GENE CLEAN(フナコシ)を用いてゲ
ルからDNAを回収した。回収したDNAをpT7bl
ueベクター(Novagen)にライゲーションした
後、大腸菌DH5αにトランスフォーメーションした。
X−galを用いてカラーセレクションを行った後に、
アンピシリンを含むLB培地で液体培養を行い、アルカ
リ−SDS法によりプラスミドを抽出した。インサート
の有無はアガロース電気泳動によって確認した。
(4) Subcloning into a plasmid vector The reaction product was electrophoresed in TAE using 0.8% agarose gel, the resulting band of the desired product was cut out, and GENE CLEAN (Funakoshi) was used. DNA was recovered from the gel. Recovered DNA is pT7bl
After ligation to the ue vector (Novagen), it was transformed into E. coli DH5α.
After performing color selection using X-gal,
Liquid culture was performed in LB medium containing ampicillin, and the plasmid was extracted by the alkali-SDS method. The presence or absence of the insert was confirmed by agarose electrophoresis.

【0034】(5) 塩基配列の決定 単離したプラスミドを用いて下記のターミネーションミ
ックス反応液中でプライマーエクステンションを行っ
た。反応条件は98℃/5分間反応させた後、98℃/1分
間、50℃/45秒間、72℃/1.5分間を25サイクル行っ
た後に72℃/1分間反応させた。反応終了後、各チュー
ブに反応停止液を8μlずつ加えた。98℃/5分間の熱変
性を行いサンプルを氷中で急冷した後に、島津DSQ-2000
L(S)システムを用いて分析した。試薬は、ThermoSequen
ase Cycle Sequencing Kitに添付されているものを用い
た。 サンプルミックス反応液 プラスミドDNA (1pmol) 3μl 標識Primer (2pmol) 1μl H2O 22μl ターミネーションミックス反応液 (1サンプルにつき4種
類) A反応液 2μl サンプルミックス 6μl G反応液 2μl サンプルミックス 6μl C反応液 2μl サンプルミックス 6μl T反応液 2μl サンプルミックス 6μl
(5) Determination of nucleotide sequence Using the isolated plasmid, primer extension was performed in the following termination mix reaction solution. Regarding the reaction conditions, after reacting at 98 ° C. for 5 minutes, 25 cycles of 98 ° C. for 1 minute, 50 ° C. for 45 seconds, 72 ° C. for 1.5 minutes were performed, and then 72 ° C. for 1 minute. After the reaction was completed, 8 μl of the reaction stop solution was added to each tube. Shimadzu DSQ-2000 after heat denaturing at 98 ℃ for 5 minutes and quenching the sample in ice
Analysis was performed using the L (S) system. Reagent is ThermoSequen
The one attached to the ase Cycle Sequencing Kit was used. Sample mix reaction solution Plasmid DNA (1pmol) 3 μl Labeled Primer (2pmol) 1 μl H 2 O 22 μl Termination mix reaction solution (4 types per sample) A reaction solution 2 μl Sample mix 6 μl G reaction solution 2 μl Sample mix 6 μl C reaction solution 2 μl sample Mix 6 μl T reaction 2 μl Sample mix 6 μl

【0035】(6)5’RACE法によるカフェインシ
ンターゼmRNAの5’上流域の単離5’上流域の単離
には、5’−Full RACE Core Set
(TAKARA)を用いた。TCS11R(配列表の配列番号
7)のプライマーを用いて1st strandcDN
Aを行い、hybrid RNAの分解、ライゲーショ
ン反応による1本鎖cDNAの環化の後に、TCS9(配列
表の配列番号4)及びTCS8R(配列表の配列番号5)の
プライマーを用いてPCR反応を行った。反応条件は9
4℃/3分の反応後、94℃/30秒、55℃/30秒、
72℃/1分を30サイクルとし、反応生成物を得た。
さらにこれを鋳型としてTCS7R(配列表の配列番号8)
及びTCS10(配列表の配列番号6)のプライマーを用い
て94℃/3分の反応後、94℃/30秒、60℃/30
秒、72℃/30秒を30サイクルとし、反応生成物を得
た。アクリルアミド電気泳動により反応生成物のバンド
を分離し、ゲルからDNAを回収し、pT7blueベ
クターにサブクローニングし、島津製作所のThermoSequ
enase Cycle Sequencing Kitを用いてサンプルを調製し
た後に、島津DSQ-2000L(S)システムを用いてDNAの塩
基配列を決定した。3'RACEと5'RACEの結果を合わせて結
合させ、得られた全長の配列を配列表の配列番号1に示
す。該配列はICS1と命名した。
(6) Isolation of 5'upstream region of caffeine synthase mRNA by 5'RACE method For isolation of 5'upstream region, 5'-Full RACE Core Set
(TAKARA) was used. Using the primer of TCS11R (SEQ ID NO: 7 in the sequence listing), 1st stranddcDN
A is carried out, and after degrading the hybrid RNA and cyclizing the single-stranded cDNA by the ligation reaction, a PCR reaction is carried out using the primers TCS9 (SEQ ID NO: 4 in the sequence listing) and TCS8R (SEQ ID NO: 5 in the sequence listing). It was Reaction conditions are 9
After the reaction at 4 ° C / 3 minutes, 94 ° C / 30 seconds, 55 ° C / 30 seconds,
A reaction product was obtained by setting 72 ° C./1 minute for 30 cycles.
Further, using this as a template, TCS7R (SEQ ID NO: 8 in the sequence listing)
And TCS10 (SEQ ID NO: 6 in the Sequence Listing), after reacting at 94 ° C / 3 minutes, 94 ° C / 30 seconds, 60 ° C / 30
Seconds and 72 ° C./30 seconds for 30 cycles to obtain a reaction product. The band of the reaction product was separated by acrylamide gel electrophoresis, and the DNA was recovered from the gel and subcloned into the pT7blue vector.
After preparing a sample using the enase Cycle Sequencing Kit, the nucleotide sequence of DNA was determined using the Shimadzu DSQ-2000L (S) system. The results of 3'RACE and 5'RACE were combined and combined, and the resulting full-length sequence is shown in SEQ ID NO: 1 of the sequence listing. The sequence was named ICS1.

【0036】[実施例2] カフェインシンターゼの大
腸菌での発現 単離したカフェインシンターゼ遺伝子を発現ベクターp
ET23d(Novagen)に組み込み、このプラス
ミドを大腸菌BL21(DE3)にトランスフォーメー
ションした。得られた大腸菌を37℃で2時間培養した
後に、IPTGを最終濃度0.3mMになるように加
え、30℃でさらに5時間培養を行った。培養終了後集
菌し、3mlの培養液の菌体に対し0.2mlの10m
M Tris−塩酸緩衝液(pH7.5)、0.1M
NaCl、1mM EDTA−Na2中で1分間断続的
に超音波破砕を行った。これを14,000rpm、1
0分間の遠心分離を行い、得られた上清を酵素液とし
た。カフェインシンターゼ活性測定のための反応液は、
100mM Tris−塩酸緩衝液(pH8.5)、
0.2mM MgCl2、0.2mM パラキサンチ
ン、4μM [メチル-14C]S−アデノシルメチオニ
ン(0.9kBq)に酵素液30μlを加えた物とし、
反応液の体積は100μlとした。27℃で15分間の
反応を行い、得られた14C−カフェインを1mlのク
ロロホルムを加えて抽出し、クロロホルム層の放射活性
を測定した。対照としては、反応液からパラキサンチン
を除いたものを用いた。活性測定の結果、133.7pmo
lのカフェインが生成したことが判明した。組み換え酵
素の基質特異性を表1(表1)に示す。7−メチルキサ
ンチンに対する活性を100としたときの相対活性
(%)で示した。比較のため、茶(Camellia sinensi
s)葉由来カフェインシンターゼの基質特異性も記載し
た。
[Example 2] Expression of caffeine synthase in E. coli The isolated caffeine synthase gene was used as an expression vector p.
It was incorporated into ET23d (Novagen) and this plasmid was transformed into E. coli BL21 (DE3). After culturing the obtained Escherichia coli at 37 ° C. for 2 hours, IPTG was added to a final concentration of 0.3 mM, and the mixture was further cultured at 30 ° C. for 5 hours. After culturing, the cells were collected and 0.2 ml of 10 m was added to 3 ml of the culture solution.
M Tris-hydrochloric acid buffer (pH 7.5), 0.1M
Sonication was carried out intermittently in NaCl, 1 mM EDTA-Na2 for 1 minute. This is 14,000 rpm, 1
Centrifugation was performed for 0 minutes, and the obtained supernatant was used as an enzyme solution. The reaction solution for measuring caffeine synthase activity is
100 mM Tris-hydrochloric acid buffer (pH 8.5),
0.2 mM MgCl 2 , 0.2 mM paraxanthine, 4 μM [methyl-14C] S-adenosylmethionine (0.9 kBq) to which 30 μl of enzyme solution was added,
The volume of the reaction solution was 100 μl. The reaction was carried out at 27 ° C for 15 minutes, the obtained 14C-caffeine was extracted by adding 1 ml of chloroform, and the radioactivity of the chloroform layer was measured. As a control, a reaction solution obtained by removing paraxanthine was used. As a result of activity measurement, 133.7 pmo
It was found that 1 l of caffeine was produced. The substrate specificity of the recombinant enzyme is shown in Table 1 (Table 1). It was shown as a relative activity (%) when the activity against 7-methylxanthine was set to 100. For comparison, tea ( Camellia sinensi
s ) The substrate specificity of leaf-derived caffeine synthase is also described.

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、工業用、食品用または
医療用酵素として利用できるカフェインシンターゼを効
率よく生産する事が可能になる。本発明によれば、カフ
ェイン産生植物、植物組織または植物細胞のカフェイン
生合成代謝を改変してカフェイン代謝系の化合物を効率
よく生産する事が可能になる。本発明によれば、カフェ
イン産生植物、植物組織または植物細胞のカフェイン生
合成代謝を改変してカフェイン代謝系の化合物群の生成
比を改変することが可能になる。
According to the present invention, it becomes possible to efficiently produce caffeine synthase which can be used as an industrial, food or medical enzyme. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to modify the caffeine biosynthesis metabolism of a caffeine production plant, a plant tissue, or a plant cell, and to efficiently produce the compound of a caffeine metabolism system. According to the present invention, it becomes possible to modify the caffeine biosynthetic metabolism of caffeine-producing plants, plant tissues or plant cells to modify the production ratio of compounds in the caffeine metabolism system.

【0039】[0039]

【配列表】 SEQUENCE LISTING <110> MITSUI CHEMICALS, INC. <120> A Caffeine Synthase and A Gene thereof <130> P0000331 <160> 20 <210> 1 <211> 365 <212> PRT <213> Camellia irrawadiensis <400> 1 gtcactgctg tggcagctgg cctctttgcc ataaaaaatt acttttctga cgaggcgtgg 60 agctagctac t atg ggg aag gtg aac gaa gtg ttg ttc atg aac aga gga 110 Met Gly Lys Val Asn Glu Val Leu Phe Met Asn Arg Gly 1 5 10 gaa gga gaa att agt tat gca caa aac tct gct ttc aca caa aaa gtg 158 Glu Gly Glu Ile Ser Tyr Ala Gln Asn Ser Ala Phe Thr Gln Lys Val 15 20 25 gcc tca atg gca atg cca gcg cta gaa aat gca gtt gaa act ctc ttc 206 Ala Ser Met Ala Met Pro Ala Leu Glu Asn Ala Val Glu Thr Leu Phe 30 35 40 45 tcc aaa gat ttc cac ctt ctt caa gct ctt act gca gcg gac ttg ggt 254 Ser Lys Asp Phe His Leu Leu Gln Ala Leu Thr Ala Ala Asp Leu Gly 50 55 60 tgt gca gcg ggt cca aac acg ttc gca gta att tct acg atc aag aga 302 Cys Ala Ala Gly Pro Asn Thr Phe Ala Val Ile Ser Thr Ile Lys Arg 65 70 75 atg atg gaa aag aaa tgc agg gaa ttg tat tgc caa aca ctg gaa ctt 350 Met Met Glu Lys Lys Cys Arg Glu Leu Tyr Cys Gln Thr Leu Glu Leu 80 85 90 cag gtt tac ttg aat gat ctt ttt gga aac gat ttc aat acc ctc ttc 398 Gln Val Tyr Leu Asn Asp Leu Phe Gly Asn Asp Phe Asn Thr Leu Phe 95 100 105 aaa ggc ctg tcg tct gag gtt gtt ggt aac aaa tgt gag gaa gtt tct 446 Lys Gly Leu Ser Ser Glu Val Val Gly Asn Lys Cys Glu Glu Val Ser 110 115 120 125 tgt tat gtg atg gga gta ccg ggg tct ttc cat ggc cgg ctt ttt cct 494 Cys Tyr Val Met Gly Val Pro Gly Ser Phe His Gly Arg Leu Phe Pro 130 135 140 cgt aac agc ttg cat tta gtt cat tcc tct tac agt gtt cat tgg ctt 542 Arg Asn Ser Leu His Leu Val His Ser Ser Tyr Ser Val His Trp Leu 145 150 155 act cag gca cca aaa gga ctc aca agc aga gaa ggc ttg gca tta aac 590 Thr Gln Ala Pro Lys Gly Leu Thr Ser Arg Glu Gly Leu Ala Leu Asn 160 165 170 aag ggg aag att tac ata tca aag aca agc cct cct gtt gta aaa gaa 638 Lys Gly Lys Ile Tyr Ile Ser Lys Thr Ser Pro Pro Val Val Lys Glu 175 180 185 gcc tac tta tct caa ttt cat gaa gat ttc aca atg ttt ctc aac gct 686 Ala Tyr Leu Ser Gln Phe His Glu Asp Phe Thr Met Phe Leu Asn Ala 190 195 200 205 aga tcc caa gag gtg gtt cca aat ggt tgt atg gtg ttg ata ctt cat 734 Arg Ser Gln Glu Val Val Pro Asn Gly Cys Met Val Leu Ile Leu His 210 215 220 ggt agg caa tct tct gat cct tca gag atg gag agc tgc ttt act tgg 782 Gly Arg Gln Ser Ser Asp Pro Ser Glu Met Glu Ser Cys Phe Thr Trp 225 230 235 gaa cta tta gct ata gcc att gct gaa ttg gtt tca cag gga ttg ata 830 Glu Leu Leu Ala Ile Ala Ile Ala Glu Leu Val Ser Gln Gly Leu Ile 240 245 250 gat gaa gat aaa tta gac acc ttc aat gta cct agc tat tgg cca tca 878 Asp Glu Asp Lys Leu Asp Thr Phe Asn Val Pro Ser Tyr Trp Pro Ser 255 260 265 ctt gag gaa gtg aaa gac ata gtg gag agg gac gga tca ttc aca att 926 Leu Glu Glu Val Lys Asp Ile Val Glu Arg Asp Gly Ser Phe Thr Ile 270 275 280 285 gat cat ttg gag ggg ttc gaa ctt gat agt cta gag atg caa gag aat 974 Asp His Leu Glu Gly Phe Glu Leu Asp Ser Leu Glu Met Gln Glu Asn 290 295 300 gat aaa tgg gtt aga ggg gac aag ttt gcc aag atg gtc agg gcc ttc 1022 Asp Lys Trp Val Arg Gly Asp Lys Phe Ala Lys Met Val Arg Ala Phe 305 310 315 aca gag cct ata att tca aac cag ttt gga cat gaa atc atg gac aaa 1070 Thr Glu Pro Ile Ile Ser Asn Gln Phe Gly His Glu Ile Met Asp Lys 320 325 330 cta tat gac aaa ttc act cac att tta gtt tca gat ttg gaa gca gag 1118 Leu Tyr Asp Lys Phe Thr His Ile Leu Val Ser Asp Leu Glu Ala Glu 335 340 345 cta ccg aag acc aca agt atc atc cta gtg ctt tcc aag att gtt gga 1166 Leu Pro Lys Thr Thr Ser Ile Ile Leu Val Leu Ser Lys Ile Val Gly 350 355 360 365 tagtttttta gtgttctgaa ataaactgta gtccccatca catatatgct agtagagggt 1226 tgtgccaatg tattgcacaa gaagatttga gaagggtcaa ctatagaagc tttttgctct 1286 tgtgtggaga gagaatgttt tcttgattta aatctgtgat acccaaatcg taatggtggg 1346 aagaaatggg aagttgaaca tgaaatttta atttctttac cttatgtatg tatggaatta 1406 gtggttgttt gctaaaaaaa aaaaaa 1432 <210> 2 <211> 1432 <212> DNA <213> Camellia irrawadiensis <400> 2 gucacugcug uggcagcugg ccucuuugcc auaaaaaauu acuuuucuga cgaggcgugg 60 agcuagcuac uauggggaag gugaacgaag uguuguucau gaacagagga gaaggagaaa 120 uuaguuaugc acaaaacucu gcuuucacac aaaaaguggc cucaauggca augccagcgc 180 uagaaaaugc aguugaaacu cucuucucca aagauuucca ccuucuucaa gcucuuacug 240 cagcggacuu ggguugugca gcggguccaa acacguucgc aguaauuucu acgaucaaga 300 gaaugaugga aaagaaaugc agggaauugu auugccaaac acuggaacuu cagguuuacu 360 ugaaugaucu uuuuggaaac gauuucaaua cccucuucaa aggccugucg ucugagguug 420 uugguaacaa augugaggaa guuucuuguu augugauggg aguaccgggg ucuuuccaug 480 gccggcuuuu uccucguaac agcuugcauu uaguucauuc cucuuacagu guucauuggc 540 uuacucaggc accaaaagga cucacaagca gagaaggcuu ggcauuaaac aaggggaaga 600 uuuacauauc aaagacaagc ccuccuguug uaaaagaagc cuacuuaucu caauuucaug 660 aagauuucac aauguuucuc aacgcuagau cccaagaggu gguuccaaau gguuguaugg 720 uguugauacu ucaugguagg caaucuucug auccuucaga gauggagagc ugcuuuacuu 780 gggaacuauu agcuauagcc auugcugaau ugguuucaca gggauugaua gaugaagaua 840 aauuagacac cuucaaugua ccuagcuauu ggccaucacu ugaggaagug aaagacauag 900 uggagaggga cggaucauuc acaauugauc auuuggaggg guucgaacuu gauagucuag 960 agaugcaaga gaaugauaaa uggguuagag gggacaaguu ugccaagaug gucagggccu 1020 ucacagagcc uauaauuuca aaccaguuug gacaugaaau cauggacaaa cuauaugaca 1080 aauucacuca cauuuuaguu ucagauuugg aagcagagcu accgaagacc acaaguauca 1140 uccuagugcu uuccaagauu guuggauagu uuuuuagugu ucugaaauaa acuguagucc 1200 ccaucacaua uaugcuagua gaggguugug ccaauguauu gcacaagaag auuugagaag 1260 ggucaacuau agaagcuuuu ugcucuugug uggagagaga auguuuucuu gauuuaaauc 1320 ugugauaccc aaaucguaau ggugggaaga aaugggaagu ugaacaugaa auuuuaauuu 1380 cuuuaccuua uguauguaug gaauuagugg uuguuugcua aaaaaaaaaa aa 1432 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <400> 3 ggacttgggt tggtgcagcg 20 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <400> 4 cggggtcttt ccatggccgg 20 <210> 5 <211> 18 <212> DNA <400> 5 ggcctttgaa gagggtat 18 <210> 6 <211> 23 <212> DNA <400> 6 ggcttactca ggcaccaaaa gga 23 <210> 7 <211> 21 <212> DNA <400> 7 ggagggcttg tctttgatat g 21 <210> 8 <211> 21 <212> DNA <400> 8 ccctgcattt cttttccatc t 21 [Sequence list]                          SEQUENCE LISTING <110> MITSUI CHEMICALS, INC. <120> A Caffeine Synthase and A Gene thereof <130> P0000331 <160> 20 <210> 1 <211> 365 <212> PRT <213> Camellia irrawadiensis <400> 1 gtcactgctg tggcagctgg cctctttgcc ataaaaaatt acttttctga cgaggcgtgg 60 agctagctac t atg ggg aag gtg aac gaa gtg ttg ttc atg aac aga gga 110              Met Gly Lys Val Asn Glu Val Leu Phe Met Asn Arg Gly                1 5 10 gaa gga gaa att agt tat gca caa aac tct gct ttc aca caa aaa gtg 158 Glu Gly Glu Ile Ser Tyr Ala Gln Asn Ser Ala Phe Thr Gln Lys Val      15 20 25 gcc tca atg gca atg cca gcg cta gaa aat gca gtt gaa act ctc ttc 206 Ala Ser Met Ala Met Pro Ala Leu Glu Asn Ala Val Glu Thr Leu Phe  30 35 40 45 tcc aaa gat ttc cac ctt ctt caa gct ctt act gca gcg gac ttg ggt 254 Ser Lys Asp Phe His Leu Leu Gln Ala Leu Thr Ala Ala Asp Leu Gly                  50 55 60 tgt gca gcg ggt cca aac acg ttc gca gta att tct acg atc aag aga 302 Cys Ala Ala Gly Pro Asn Thr Phe Ala Val Ile Ser Thr Ile Lys Arg              65 70 75 atg atg gaa aag aaa tgc agg gaa ttg tat tgc caa aca ctg gaa ctt 350 Met Met Glu Lys Lys Cys Arg Glu Leu Tyr Cys Gln Thr Leu Glu Leu          80 85 90 cag gtt tac ttg aat gat ctt ttt gga aac gat ttc aat acc ctc ttc 398 Gln Val Tyr Leu Asn Asp Leu Phe Gly Asn Asp Phe Asn Thr Leu Phe      95 100 105 aaa ggc ctg tcg tct gag gtt gtt ggt aac aaa tgt gag gaa gtt tct 446 Lys Gly Leu Ser Ser Glu Val Val Gly Asn Lys Cys Glu Glu Val Ser 110 115 120 125 tgt tat gtg atg gga gta ccg ggg tct ttc cat ggc cgg ctt ttt cct 494 Cys Tyr Val Met Gly Val Pro Gly Ser Phe His Gly Arg Leu Phe Pro                 130 135 140 cgt aac agc ttg cat tta gtt cat tcc tct tac agt gtt cat tgg ctt 542 Arg Asn Ser Leu His Leu Val His Ser Ser Tyr Ser Val His Trp Leu             145 150 155 act cag gca cca aaa gga ctc aca agc aga gaa ggc ttg gca tta aac 590 Thr Gln Ala Pro Lys Gly Leu Thr Ser Arg Glu Gly Leu Ala Leu Asn         160 165 170 aag ggg aag att tac ata tca aag aca agc cct cct gtt gta aaa gaa 638 Lys Gly Lys Ile Tyr Ile Ser Lys Thr Ser Pro Pro Val Val Lys Glu     175 180 185 gcc tac tta tct caa ttt cat gaa gat ttc aca atg ttt ctc aac gct 686 Ala Tyr Leu Ser Gln Phe His Glu Asp Phe Thr Met Phe Leu Asn Ala 190 195 200 205 aga tcc caa gag gtg gtt cca aat ggt tgt atg gtg ttg ata ctt cat 734 Arg Ser Gln Glu Val Val Pro Asn Gly Cys Met Val Leu Ile Leu His                 210 215 220 ggt agg caa tct tct gat cct tca gag atg gag agc tgc ttt act tgg 782 Gly Arg Gln Ser Ser Asp Pro Ser Glu Met Glu Ser Cys Phe Thr Trp             225 230 235 gaa cta tta gct ata gcc att gct gaa ttg gtt tca cag gga ttg ata 830 Glu Leu Leu Ala Ile Ala Ile Ala Glu Leu Val Ser Gln Gly Leu Ile         240 245 250 gat gaa gat aaa tta gac acc ttc aat gta cct agc tat tgg cca tca 878 Asp Glu Asp Lys Leu Asp Thr Phe Asn Val Pro Ser Tyr Trp Pro Ser     255 260 265 ctt gag gaa gtg aaa gac ata gtg gag agg gac gga tca ttc aca att 926 Leu Glu Glu Val Lys Asp Ile Val Glu Arg Asp Gly Ser Phe Thr Ile 270 275 280 285 gat cat ttg gag ggg ttc gaa ctt gat agt cta gag atg caa gag aat 974 Asp His Leu Glu Gly Phe Glu Leu Asp Ser Leu Glu Met Gln Glu Asn                 290 295 300 gat aaa tgg gtt aga ggg gac aag ttt gcc aag atg gtc agg gcc ttc 1022 Asp Lys Trp Val Arg Gly Asp Lys Phe Ala Lys Met Val Arg Ala Phe             305 310 315 aca gag cct ata att tca aac cag ttt gga cat gaa atc atg gac aaa 1070 Thr Glu Pro Ile Ile Ser Asn Gln Phe Gly His Glu Ile Met Asp Lys         320 325 330 cta tat gac aaa ttc act cac att tta gtt tca gat ttg gaa gca gag 1118 Leu Tyr Asp Lys Phe Thr His Ile Leu Val Ser Asp Leu Glu Ala Glu     335 340 345 cta ccg aag acc aca agt atc atc cta gtg ctt tcc aag att gtt gga 1166 Leu Pro Lys Thr Thr Ser Ile Ile Leu Val Leu Ser Lys Ile Val Gly 350 355 360 365 tagtttttta gtgttctgaa ataaactgta gtccccatca catatatgct agtagagggt 1226 tgtgccaatg tattgcacaa gaagatttga gaagggtcaa ctatagaagc tttttgctct 1286 tgtgtggaga gagaatgttt tcttgattta aatctgtgat acccaaatcg taatggtggg 1346 aagaaatggg aagttgaaca tgaaatttta atttctttac cttatgtatg tatggaatta 1406 gtggttgttt gctaaaaaaa aaaaaa 1432 <210> 2 <211> 1432 <212> DNA <213> Camellia irrawadiensis <400> 2  gucacugcug uggcagcugg ccucuuugcc auaaaaaauu acuuuucuga cgaggcgugg 60  agcuagcuac uauggggaag gugaacgaag uguuguucau gaacagagga gaaggagaaa 120  uuaguuaugc acaaaacucu gcuuucacac aaaaaguggc cucaauggca augccagcgc 180  uagaaaaugc aguugaaacu cucuucucca aagauuucca ccuucuucaa gcucuuacug 240  cagcggacuu ggguugugca gcggguccaa acacguucgc aguaauuucu acgaucaaga 300  gaaugaugga aaagaaaugc agggaauugu auugccaaac acuggaacuu cagguuuacu 360  ugaaugaucu uuuuggaaac gauuucaaua cccucuucucaa aggccugucg ucugagguug 420  uugguaacaa augugaggaa guuucuuguu augugauggg aguaccgggg ucuuuccaug 480  gccggcuuuu uccucguaac agcuugcauu uaguucauuc cucuuacagu guucauuggc 540  uuacucaggc accaaaagga cucacaagca gagaaggcuu ggcauuaaac aaggggaaga 600  uuuacauauc aaagacaagc ccuccuguug uaaaagaagc cuacuuaucu caauuucaug 660  aagauuucac aauguuucuc aacgcuagau cccaagaggu gguuccaaau gguuguaugg 720  uguugauacu ucaugguagg caaucuucug auccuucaga gauggagagc ugcuuuacuu 780  gggaacuauu agcuauagcc auugcugaau ugguuucaca gggauugaua gaugaagaua 840  aauuagacac cuucaaugua ccuagcuauu ggccaucacu ugaggaagug aaagacauag 900  uggagaggga cggaucauuc acaauugauc auuuggaggg guucgaacuu gauagucuag 960  agaugcaaga gaaugauaaa uggguuagag gggacaaguu ugccaagaug gucagggccu 1020  ucacagagcc uauaauuuca aaccaguuug gacaugaaau cauggacaaa cuauaugaca 1080  aauucacuca cauuuuaguu ucagauuugg aagcagagcu accgaagacc acaaguauca 1140  uccuagugcu uuccaagauu guuggauagu uuuuuagugu ucugaaauaa acuguagucc 1200  ccaucacaua uaugcuagua gaggguugug ccaauguauu gcacaagaag auuugagaag 1260  ggucaacuau agaagcuuuu ugcucuugug uggagagaga auguuuucuu gauuuaaauc 1320  ugugauaccc aaaucguaau ggugggaaga aaugggaagu ugaacaugaa auuuuaauuu 1380  cuuuaccuua uguauguaug gaauuagugg uuguuugcua aaaaaaaaaa aa 1432 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <400> 3 ggacttgggt tggtgcagcg 20 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <400> 4 cggggtcttt ccatggccgg 20 <210> 5 <211> 18 <212> DNA <400> 5 ggcctttgaa gagggtat 18 <210> 6 <211> 23 <212> DNA <400> 6 ggcttactca ggcaccaaaa gga 23 <210> 7 <211> 21 <212> DNA <400> 7 ggagggcttg tctttgatat g 21 <210> 8 <211> 21 <212> DNA <400> 8 ccctgcattt cttttccatc t 21

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C12N 5/10 C12P 17/12 9/10 C12N 15/00 ZNAA C12P 17/12 5/00 C Fターム(参考) 2B030 AA03 AB03 AD08 CA06 CA17 CA19 CB03 CD03 CD07 CD09 4B024 AA01 AA03 AA08 BA10 BA79 BA80 CA04 CA12 CA20 DA01 DA06 EA04 GA11 4B050 CC01 CC03 DD13 EE01 LL01 LL02 LL05 4B064 AE57 CA11 CA19 CC01 CC24 DA01 DA10 4B065 AA26X AA58X AA72X AA88X AA88Y AB01 AC14 BA02 CA18 CA29 CA41 CA53 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) C12N 5/10 C12P 17/12 9/10 C12N 15/00 ZNAA C12P 17/12 5/00 C F term ( reference) 2B030 AA03 AB03 AD08 CA06 CA17 CA19 CB03 CD03 CD07 CD09 4B024 AA01 AA03 AA08 BA10 BA79 BA80 CA04 CA12 CA20 DA01 DA06 EA04 GA11 4B050 CC01 CC03 DD13 EE01 LL01 LL02 LL05 4B064 AE57 CA11 CA19 CC01 CC24 DA01 DA10 4B065 AA26X AA58X AA72X AA88X AA88Y AB01 AC14 BA02 CA18 CA29 CA41 CA53

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 配列表の配列番号1に記載の1番から3
65番のアミノ酸配列で規定され、かつカフェインシン
ターゼの酵素活性を有するポリペプチド。
1. A sequence number 1 to 3 in SEQ ID NO: 1 of the sequence listing
A polypeptide defined by the 65th amino acid sequence and having caffeine synthase enzymatic activity.
【請求項2】 請求項1に記載のポリペプチドをコード
するDNA。
2. A DNA encoding the polypeptide according to claim 1.
【請求項3】 配列表の配列番号1の1番〜1432番
の塩基配列で規定される請求項2に記載のDNA。
3. The DNA according to claim 2, which is defined by the nucleotide sequences from 1 to 1432 of SEQ ID NO: 1 in the sequence listing.
【請求項4】 請求項1に記載のポリペプチドをコード
するRNA。
4. An RNA encoding the polypeptide according to claim 1.
【請求項5】 配列表の配列番号2の1番〜1432番
の塩基配列で規定される請求項4に記載のRNA。
5. The RNA according to claim 4, which is defined by the nucleotide sequences from 1 to 1432 of SEQ ID NO: 2 in the sequence listing.
【請求項6】 請求項2または3に記載のDNAを含む
ベクター。
6. A vector containing the DNA according to claim 2 or 3.
【請求項7】 微生物および/または植物の細胞内で、
カフェインシンターゼの酵素活性を有するポリペプチド
を発現させることができる請求項6記載のベクター。
7. In a cell of a microorganism and / or plant,
The vector according to claim 6, which can express a polypeptide having an enzymatic activity of caffeine synthase.
【請求項8】微生物および/または植物の細胞内で、カ
フェインシンターゼの酵素の発現を抑える効果を有する
アンチセンスRNAを発現させることができる請求項6
記載のベクター。
8. An antisense RNA having an effect of suppressing the expression of the enzyme of caffeine synthase can be expressed in the cells of microorganisms and / or plants.
The described vector.
【請求項9】請求項4または5に記載のRNAを含むベ
クター。
9. A vector containing the RNA according to claim 4 or 5.
【請求項10】微生物および/または植物の細胞内で、
カフェインシンターゼの酵素の発現を抑える効果を有す
るアンチセンスRNAを発現させることができる請求項
9記載のベクター。
10. In a cell of a microorganism and / or plant,
The vector according to claim 9, which can express an antisense RNA having an effect of suppressing the expression of the enzyme of caffeine synthase.
【請求項11】 請求項6〜10のいずれか一項に記載
のベクターで形質転換された微生物。
11. A microorganism transformed with the vector according to any one of claims 6 to 10.
【請求項12】 請求項11記載の形質転換された微生
物を用いて、カフェインシンターゼの酵素活性を有する
ポリペプチドを製造する方法。
12. A method for producing a polypeptide having an enzymatic activity of caffeine synthase, using the transformed microorganism according to claim 11.
【請求項13】 請求項6〜10のいずれか一項に記載
のベクターで形質転換された植物細胞、植物組織または
植物体。
13. A plant cell, plant tissue or plant transformed with the vector according to any one of claims 6 to 10.
【請求項14】 請求項13に記載の形質転換植物、該
植物の培養細胞または植物を用いて植物二次代謝産物を
製造する方法。
14. A method for producing a secondary metabolite of a plant using the transformed plant according to claim 13, a cultured cell of the plant, or a plant.
【請求項15】 植物二次代謝産物が、キサントシン、
7−メチルキサントシン、7−メチルキサンチン、テオ
ブロミン、テオフィリン、カフェインから選ばれる少な
くとも1種以上の化合物である請求項14記載の方法。
15. The plant secondary metabolite is xanthosine,
The method according to claim 14, which is at least one compound selected from 7-methylxanthosine, 7-methylxanthine, theobromine, theophylline, and caffeine.
【請求項16】 形質転換植物がツバキ(Camellia)属
植物、コーヒー(Coffea)属植物、コラノキ(Cola)属
植物、コカノキ(Erythroxylum)属植物、モチノキ(Il
ex)属植物、ネエア(Neea)属植物、アオギリ(Firmia
na)属植物、ポーリニア(Paullinia)属植物又はカカ
オノキ(Theobroma)属植物である請求項15記載の方
法。
16. The transformed plant is a Camellia genus plant, a coffee ( Coffea ) genus plant, a Cola tree ( Cola ) genus plant, a coca ( Erythroxylum ) genus plant, and an ilex tree ( Il).
ex) plants of the genus, Neea (Neea) plants of the genus, Sterculiaceae (Firmia
The method according to claim 15, which is a plant belonging to the genus na ), a plant belonging to the genus Paullinia or a plant belonging to the cocoa tree ( Theobroma ).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100718513B1 (en) * 2006-11-13 2007-05-16 (주)우암건설 Water collection implement pull-up device and repair method utilizing the same
WO2015089613A1 (en) * 2013-12-16 2015-06-25 Embrapa - Empresa Brasileira De Pesquisa Agropecuária Method, kit and oligonucleotide for identifying plants having a reduced caffeine content, method for generating plants having a reduced caffeine content, plants having a reduced caffeine content

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