フェニルプロパノイド経路におけるCamellia sinensis cinnensis sinensis sinensis sinensis cinnamate 4-ヒドロキシラーゼ遺伝子の特性評価と発現プロファイリング

シトクロムP450依存性モノオキシゲナーゼであるシンナメート4-ヒドロキシラーゼ（C4H）は、フラボノイドやリグニンなどの多数のポリフェノイド化合物の合成に関与しています。ただし、茶植物のC4H遺伝子数と機能は明らかではありません。茶植物のすべての利用可能なトランスクリプトームおよびゲノムデータベースをスクリーニングし、それぞれ3つのC4H遺伝子を特定し、CSC4HA、CSC4HB、およびCSC4HCと命名しました。CSC4HAとCSC4HBの両方に、505アミノ酸タンパク質をコードする1518 bpのオープンリーディングフレームがあります。CSC4HCには、544アミノ酸タンパク質をコードする1635 bpのオープンリーディングフレームがあります。酵母で発現した組換えタンパク質の酵素分析は、3つの酵素がトランスシンナム酸からのp-クマル酸（4-ヒドロキシトランスシンナム酸）の形成を触媒したことを示しました。定量的リアルタイムPCR（QRT-PCR）分析により、CSC4HAは4番目の葉で高度に発現し、CSC4HBは柔らかい葉で高度に発現し、CSC4HCは若い茎で高度に発現していました。3つのCSC4HSは、非生物的ストレス治療によりさまざまな程度で誘導されました。これらの結果は、異なる細胞内局在と異なる生理学的機能を持っている可能性があることを示唆しています。

Cinnamate 4-hydroxylase (C4H), a cytochrome P450-dependent monooxygenase, participates in the synthesis of numerous polyphenoid compounds, such as flavonoids and lignins. However, the C4H gene number and function in tea plants are not clear. We screened all available transcriptome and genome databases of tea plants and three C4H genes were identified and named CsC4Ha, CsC4Hb, and CsC4Hc, respectively. Both CsC4Ha and CsC4Hb have 1518-bp open reading frames that encode 505-amino acid proteins. CsC4Hc has a 1635-bp open reading frame that encodes a 544-amino acid protein. Enzymatic analysis of recombinant proteins expressed in yeast showed that the three enzymes catalyzed the formation of p-coumaric acid (4-hydroxy trans-cinnamic acid) from trans-cinnamic acid. Quantitative real-time PCR (qRT-PCR) analysis showed that CsC4Ha was highly expressed in the 4th leaf, CsC4Hb was highly expressed in tender leaves, while CsC4Hc was highly expressed in the young stems. The three CsC4Hs were induced with varying degrees by abiotic stress treatments. These results suggest they may have different subcellular localization and different physiological functions.