ゲノム生物学との融合を目指したマメ科植物就眠運動の生物分子科学

豆类睡眠运动的生物分子科学旨在与基因组生物学融合

• 批准号: 15681013
• 负责人: 上田 実
• 金额: $ 17.72万
• 依托单位: Tohoku University (2004-2005)Keio University (2003)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15681013/
• 关键词: β-glucosidase; グルコノアミジン; イソレスペデジン酸; 就眠運動; ナノスケール観察; ミヤコグサ; 覚醒物質; マメ科植物; 生物時計; 就眠物質; 受容体; 分子プローブ; 光親和性プローブ

就眠・覚醒物質の濃度バランスは配糖体型活性物質のβ-glucosidaseによる分解により制御されており、就眠運動に関する研究を生物時計へと展開していくためには、本酵素の精製・クローニングが重要である。阻害活性が高いグルコノアミジン骨格に覚醒物質イソレスペデジン酸のアグリコン部を導入したグルコノアミジン型阻害剤を合成し、これをリガンドとしたアフィニティークロマトによる目的酵素の精製を計画した。無保護チオノラクタムをNBSにより活性化する簡便な新規アミジン合成法の開発により、グルコノアミジン型覚醒物質の合成に成功した^<1)>。これをリガンドとしたアフィニティーゲルを合成し、粗酵素溶液の精製を行ったところ、1M D-グルコース溶出画分は強いβ-glucosidase活性を示し、SDS-PAGEでほぼ単一なバンドを与えた。また、光親和性基および抗原となるFITCを導入した電子顕微鏡観察用プローブ(EMプローブ)を開発した。EMプローブ分子中には、光親和性基ベンゾフェノンの光励起によって影響を受けないFITC基を抗原として導入した。これを用いて、昨年度、同定に成功した活性物質受容体(210&180kDa)が、運動細胞原形質膜状に存在することをナノメートルスケールで直接観察することに成功した。これによって、活性物質の生体内ダイナミズムに関する重要な知見が得られた。また、マメ科モデル植物としてゲノム情報の解析が進むミヤコグサについて活性物質の探索を行った。再現性の良い生物検定法の開発に成功し、これを指標に、採集したミヤコグサ15kgから覚醒活性を示す物質を分離した。活性物質は^1H NMRからポリヒドロキシ化合物と推定されたが、現在のところ構造決定には至っていない。

The concentration of sleeping and waking substances is related to the decomposition of β-glucosidase, the development of biochronology, and the purification of this enzyme. The activity of the enzyme is high. A new method for the development of a novel synthesis method for the activation of NBS without protection was developed and the synthesis of a novel activating substance was successfully carried out. The activity of β-glucosidase was detected by SDS-PAGE. The development of electron microscopy with FITC as a photoaffinity substrate In the case of EM molecules, the photoaffinity base is affected by light excitation and the FITC base is introduced into the molecule. The active substance receptor (210 & 180 kDa) was successfully detected in the same year. This is an important knowledge for the development of active substances in vivo. Analysis of plant information and exploration of active substances The development of a reproducible and good bioassay was successful. As an indicator, substances with wake-up activity below 15kg were collected and separated. The active substance was identified by 1H NMR and the structure of the compound was determined.

项目成果

ハエトリソウの「記憶」物質を追って

追寻捕蝇草的“记忆”物质

• 发表时间: 2005
• 期刊: 現代化学(5月号)
• 作者: 上田;他
• 通讯作者: 他

Mechanism of Antifeedant Activity of Plumbagin, a Compound Concerning the Chemical Defense in the Carnivorous

肉食动物化学防御化合物白花丹素的拒食机制

• 发表时间: 2004
• 期刊: Tetrahedron Letters 45巻
• 作者: T.Tokunaga;N.Takada;A.M.Ueda
• 通讯作者: A.M.Ueda

Detection of 210 kDa and 180 kDa Proteins for a Leaf-Movement Factor by Using Novel Photoaffinity Probes

使用新型光亲和探针检测叶运动因子的 210 kDa 和 180 kDa 蛋白质

• 发表时间: 2005
• 期刊: Tetrahedron, 61
• 作者: T.Fujii;et al.
• 通讯作者: et al.

T.Sugimoto, T.Fujii, Y.Idutu, S.Yamamura, M.Ueda: "Detection of Potential Membrane Receptor Proteins Concerning Circadian Rhythmic Leaf Movement of Legumes Using Novel Photoaffinity Probe Compounds"Tetrahedron Letters. (印刷中).

T.Sugimoto、T.Fujii、Y.Idutu、S.Yamamura、M.Ueda：“使用新型光亲和探针化合物检测有关豆类昼夜节律叶运动的潜在膜受体蛋白”四面体快报（出版中）。

H.Nagano, E.Kato, S.Yamamura, M.Ueda: "Fluorescence Studies on Nyctinasty that suggests the Existence of a Genus-Specific Receptor for the Leaf-movement Factor"Organic&Biomolecular Chemistry. 1巻. 3186-3192 (2003)

H.Nagano、E.Kato、S.Yamamura、M.Ueda：“关于叶运动因子属特异性受体存在的荧光研究”有机与生物分子化学，第 1 卷，3186-3192。 ）