Chemical biology of natural products on plant hormones

天然产物对植物激素的化学生物学

基本信息

批准号：
20H00402
负责人：
上田実
金额：
$ 29.29万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ジャスモン酸イソロイシン（JA-Ile）は、植物の生存と成長に欠かせない多くの機能を制御する植物ホルモンである。JA-Ileの機能は多岐にわたり、植物の外敵防御や二次代謝産物生産など人類にとって有益な作用を引き起こすと共に、成長阻害など望ましくない「副作用」も誘導する。この多機能性は、植物内に10数種から100種以上存在するJA-Ile受容体サブタイプが、各々異なる機能を分担して制御していることに由来する。本研究では、JA-Ile受容体のサブタイプ選択的な活性化を可能とするリガンド分子を開発した。具体的には、JA-Ileの構造的ミミックである植物毒素コロナチンをベースとして、その立体異性体ライブラリーを作成し、シロイヌナズナ、トマト、イネの3種の共受容体に対する親和性を評価した。その結果、立体異性体の中にはユニークなサブタイプ親和性を持つリガンドが含まれることが分かった。これらのリガンドの、植物個体表現型への効果、遺伝子発現への効果などを網羅的に解析することで、受容体サブタイプに特異的な遺伝子発現とシグナル伝達機構を解析することに成功した。これらの成果は、従来、遺伝的冗長性のために解析が遅れていた植物ホルモンのシグナル伝達解析に新たな方法論を提供する画期的な成果となった。

异亮氨酸氨基氨酸酯（JA-ILE）是一种植物激素，可调节许多对植物存活和生长必不可少的功能。 Ja-ile具有广泛的功能，对人类造成了有益的影响，例如植物外部敌人的防御和次要代谢产物，还引起了不良的“副作用”，例如生长抑制。这种多功能性源于以下事实：每种共享的JA-IE受体亚型超过10至100种，并调节不同的功能。在这项研究中，我们开发了一个配体分子，该分子允许Ja-ile受体的亚型选择性激活。具体而言，基于植物毒素冠素（Ja-ire的结构模仿及其对三种类型的共蛋白酶：拟南芥，番茄和大米）的亲和力，创建了立体异构体库。结果表明，某些立体异构体包含具有独特亚型亲和力的配体。通过全面分析这些配体对植物个体表型和基因表达的影响，我们成功地分析了基因表达和特定于受体亚型的信号转导机制。这些结果是开创性的结果，为植物激素的信号分析提供了一种新的方法，该方法先前由于遗传冗余而被延迟。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

(3R, 7S)-12-Hydroxy- jasmonoyl-L-isoleucine is the genuine bioactive form of a jasmonate metabolite in Arabidopsis thaliana

(3R, 7S)-12-Hydroxy- jasmonoyl-L-isoleucine 是拟南芥中茉莉酸代谢物的真正生物活性形式

DOI：
10.1111/tpj.16256
发表时间：
2023
期刊：
The Plant Journal
影响因子：
0
作者：
Saito Rina;Muto Toshiya;Urano Haruyuki;Kitajima Tsumugi;Kato Nobuki;Kwon Eunsang;Ueda Minoru
通讯作者：
Ueda Minoru