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

创建分子工具来阐明水稻中的 ABA 信号传导机制

• 批准号: 16H06848
• 负责人: 竹内 純
• 金额: $ 1.91万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-08-26 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16H06848/
• 关键词: 植物ホルモン; アブシジン酸; ケミカルバイオロジー; 植物; 生理活性; 有機化学

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。

PYL receptor (PAO4) and PANMe were formed in the crystal structure of AtPYL receptor (ABA), and the anti-ABA activity of OsPYL receptor (OsPYL) was shown in plants. PAO4 has been shown to have ABA resistance activity in vitro and PANMe has been shown to have ABA resistance activity in vitro and in vitro. PANMe has been shown to have ABA resistance activity in vitro and in vitro. The possibility of the existence of ABA receptor is high. In this study, we explored the possibility of the development of ABA receptor. The results of the previous year's study showed that PANMe and PAO4 were not active in the binding of ABA receptors. PAO4 structure modification, synthesis, and modification of the structure may be used to determine the site of PAO4 activity. The design and synthesis of PAO4 photoaffinity labels Usually, the interaction between the target and the substance is reversible. The photoreactive functional group, fluorescent pigment, etc. are introduced into the PAO4 framework after the formation of the photoaffinity binding group. The photoreactive functional groups were selected from aromatic groups, and the photoaffinity marker PAO4 was introduced. The second leaf sheath elongation test provided 1/10 of the anti-ABA activity of PAO4.

项目成果

配座制限型ABA受容体アンタゴニストPAO4の構造展開

构象限制的 ABA 受体拮抗剂 PAO4 的结构开发

• 发表时间: 2017
• 作者: Yamamoto S;Yamaga T;Sakai Y;Ishida T;Nakasone M;Ohira M;Yajima F;Yamazaki S;Higuchi S;Ota E;Mori R and Ikeda U;新井 進，清水雅裕;永宮 光
• 通讯作者: 永宮 光

テトラロン骨格を有するABAアナログPAO4は単子葉植物に対してもABA拮抗剤として機能する

具有四酮骨架的 ABA 类似物 PAO4 在单子叶植物中也可作为 ABA 拮抗剂

• 发表时间: 2016
• 作者: Hitomi Ichinose;Ryuichiro Suzuki;Takatsugu Miyazaki;Keitarou Kimura;Mitsuru Momma;Nobuhiro Suzuki;Zui Fujimoto;Atsuo Kimura;Kazumi Funane;竹内 純
• 通讯作者: 竹内 純