植物の免疫応答における移動性化学シグナルと輸送体の同定に関する生物有機化学

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申請者は，植物の防御応答に深く関与する植物ホルモン「ジャスモン酸イソロイシン（JA-Ile）」の輸送体JAT/GTR1/NPF2.10を見出した．興味深いことに，NPF2.10は植物の生長調節を担う植物ホルモン「ジベレリン酸」や食害に対する防御二次代謝産物として知られるグルコシノレートも輸送することが明らかになっている．この事実から，NPF2.10はJA-Ile，ジベレリン酸，グルコシノレートといった化学構造の全く異なる基質を輸送可能な多機能輸送体であることが示唆され，その活性調節および基質認識メカニズムに興味が持たれた．前年度の研究により，NPF2.10の単量体・二量体形成が，リン酸化・脱リン酸化によって制御される事を明らかにした．より詳細な知見を得るために，野生型GTR1タンパク質，NPF2.10-T135Aタンパク質（恒常的非リン酸化模倣NPF2.10），NPF2.10-T135D（恒常的リン酸化模倣NPF2.10）をアフリカツメガエル卵母細胞に発現し，各基質に対する反応速度や基質親和性を導出した．また，蛍光タンパク質を融合したNPF2.10-T135Dの細胞内局在を共焦点顕微鏡によって確認したところ，NPF2.10-T135Dは細胞膜にほとんど局在していなかった．このことからNPF2.10の二量体化が自身の細胞膜局在を制御し，各基質の輸送を制御することが示唆された．続いて申請者は，NPF2.10のヘテロ二量体形成による活性制御について検討した．シロイヌナズナにおいてNPFは53種類存在し，その組み合わせによって輸送体の性質や活性が変化することが考えられた．そこで酵母を用いたハイスループットスクリーニング系を確立し，ヘテロ二量体を形成することでNPF2.10の輸送活性を変化させ得るNPF輸送体の候補を探索した．その結果，候補輸送体を数種類見出した．