イネのABAシグナル伝達機構を解明するための分子ツールの創製

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シロイヌナズナのアブシジン酸（ABA）受容体（AtPYL）の結晶構造に基づいて創出したPYLアンタゴニスト（PAO4およびPANMe）は、いずれもイネのPYL受容体（OsPYL）に対しても抗ABA活性を示したが、イネ植物体に対してはそれぞれ異なる活性を示した。PAO4はin vitro試験と同様に抗ABA活性を示した一方、PANMeはOsPYLアンタゴニストとして機能したにも関わらず、種子発芽と節間伸長を阻害するABA様の活性を示した。これらの知見から、イネにおいてはPYLを介さないABAシグナル伝達機構が存在する可能性が高いと考え、本研究では、PYLとは異なる未知ABA受容体を探索するための分子プローブの開発を行った。昨年度までの研究結果から、PANMeおよびPAO4はOsPYLとは異なる未知ABA受容体に結合してそれを活性化/不活性化していると考えられる。そこで、イネにおいてABA様活性を示すPANMeおよび抗ABA活性を示すPAO4の構造を一部修飾した構造類縁体を合成し、プローブ化する際に構造改変が可能な部位をそれぞれ特定した。次に、PAO4をリード化合物として光親和性標識プローブの設計・合成を行った。通常、標的タンパク質とリガンドとの相互作用は可逆的な弱い結合であるため、そのままでは標的タンパク質を釣り上げることが難しい。そこで、標的タンパク質と共有結合を形成するための光反応性官能基と、蛍光色素等の検出基を後から導入するためのバイオオルソゴナル官能基をPAO4骨格に導入した二官能性non-RI光親和性標識プローブを設計した。光反応性官能基として芳香族アジド、バイオオルソゴナル官能基としてエチニル基を選択し、それらを導入した光親和性標識PAO4アナログを合成してイネ第二葉鞘伸長試験に供したところ、PAO4の1/10程度の抗ABA活性を保持していることを明らかにした。