タンパク質化学修飾に基づくサブタイプ選択的ＰＰＩアゴニストの創出

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ジャスモン酸応答は、植物ホルモン「ジャスモン酸イソロイシン（JA-Ile）」により引き起こされており、生長抑制や免疫応答など、食糧生産上からは“正”と“負”に相反する多様な活性が制御される。これはJA-Ile がCOI1 と互いに機能の異なる12 種類のJAZ という二種類のタンパク質間の相互作用（PPI）を、すべての組み合わせで誘導ことから説明されている。本研究では、COI1-JAZ 間のPPI が起こった時に、特定のJAZを化学修飾するラベル化剤を実現することで、JAZサブタイプ選択的なアゴニストの創出を目指した研究を展開した。反応性官能基を導入したリガンドを用いる受容体の標識化法開発に取り組んでいたが、努力にもかかわらずついに最後までこの戦略を成功させることは適わなかった。しかし、この戦略を別の目的に使用することで、植物ホルモン研究における画期的な技術の開発に繋がりうる戦略の端緒を得ることが出来た。申請者はCOI1-JAZ複合体の結晶構造とin silico計算によるホモロジーモデリングに基づき、JAZに対して反応性側鎖を有するシステインを導入したリコンビナントJAZタンパク質を設計した。また、同様にCOI1-JAZ間のタンパク質間相互作用を引き起こすリガンドであるコロナチンに対してシステイン選択席な反応性官能基を導入したラベル化剤を設計・合成した。設計したラベル化剤は、システインを導入していない野生型JAZに対してはアンタゴニスト活性を示すものの、システインを導入したJAZに対してはアゴニストとしてタンパク質間相互作用を引き起こすことがin vitroの検討から明らかになった。本知見は、植物ホルモン受容体のタンパク質間相互作用を選択的に制御する画期的な手法につながると期待できる。