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天然物の立体異性体を用いた標的選択性及び生物活性チューニング法の開発

Research Project

Project/Area Number 19J11001
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 37020:Chemistry and chemical methodology of biomolecules-related
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

林 謙吾  東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywordsジャスモン酸 / 立体異性体ライブラリー / コロナチン / サブタイプ選択的リガンド / 立体異性体 / 標的選択性チューニング
Outline of Research at the Start

植物ホルモンのジャスモン酸イソロイシンやその類縁体天然物のコロナチンは、植物体内でCOI1-JAZ共受容体に結合することで、その生物活性を発現する。COI1とJAZには複数のサブタイプが存在し、それらの組み合わせによって成長抑制や二次代謝産物の生合成促進など、多様な生物活性が制御されている。つまり、特定のCOI1とJAZの組み合わせにのみ結合する化合物は、二次代謝産物の生合成促進のみを誘導すると考えられる。本研究では、天然物コロナチンの立体異性体からサブタイプ選択的に結合するものを見出し、有用二次代謝産物の生合成供給を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

前年度では、JA-Ileの構造ミミック天然物コロナチン(COR)の立体異性体が、モデル植物シロイヌナズナのCOI1-JAZサブタイプ選択的な結合親和性を示すことを見出していた。生物活性評価より、本立体異性体が生長阻害を引き起こさずに病原菌感染防御応答を選択的に活性化することを見出した。また、トランスクリプトーム解析及び定量的rtPCR解析により、作用機序解析を行った。
トランスクリプトーム解析より、本立体異性体が遺伝学的にJAZをノックアウトした変異株とは異なるシグナル伝達を活性化しており、化学遺伝学的手法が遺伝的に冗長なシグナル伝達の解析に有用であることが確認された。
また、本立体異性体は、CORが抑制するシグナル伝達にはほとんど影響を与えないことを見出した。CORは細胞壁形成関連遺伝子の発現を抑制したのに対し、本立体異性体は影響を与えなかったために、生長阻害を引き起こさなかったと考えられた。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Extended JAZ degron sequence for plant hormone binding in jasmonate co-receptor of tomato SlCOI1-SlJAZ2021

    • Author(s)
      Saito Rina、Hayashi Kengo、Nomoto Haruna、Nakayama Misuzu、Takaoka Yousuke、Saito Hiroaki、Yamagami Souhei、Muto Toshiya、Ueda Minoru
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 13612-13612

    • DOI

      10.1038/s41598-021-93067-1

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fluorescence anisotropy-based comprehensive method for in vitro screening of COI1-JAZs agonist/antagonist in ` Jasmonate in Plant Biology`2020

    • Author(s)
      Y. Takaoka, K. Hayashi, K. Suzuki, I. N. Azizah, M. Ueda
    • Journal Title

      Methods in Molecular Biology

      Volume: 2085 Pages: 145-160

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] コロナチン立体異性体フォーカスドライブラリーを用いたジャスモン酸受容体サブタイプ選択的リガンドの開発2022

    • Author(s)
      林 謙吾、加藤信樹、野本春菜、中山美涼、Khurram Bashir、Andrea Chini、高橋聡史、齋藤大明、渡部 楽、高岡洋輔、田中真帆、永野 惇、関 原明、Roberto Solano、上田 実
    • Organizer
      日本農芸化学会2022年度大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] コロナチン立体異性体ライブラリーを用いた 植物ホルモン受容体サブタイプ選択的リガンドのスクリーニング2021

    • Author(s)
      林 謙吾、加藤信樹、野本春菜、中山美涼、齊藤里菜、渡部 楽、高岡洋輔、加治拓哉、Khurram Bashir、高橋聡史、田中真帆、関 原明、永野 惇、宮本皓司、岡田憲典、上田 実
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会、第15回年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Tuning the target selectivity of coronatine using the stereochemical library strategy2019

    • Author(s)
      K. Hayashi, R. Watanabe, N. Kato, T. Kaji and M. Ueda
    • Organizer
      The Fourth A3 Roundtable Meeting on Asia Chemical Probe Research Hub
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] コロナチン全立体異性体ライブラリーの構築とその受容体サブタイプ選択性の評価2019

    • Author(s)
      林 謙吾、渡部 楽、加藤信樹、加治拓哉、上田 実、
    • Organizer
      第34回有機合成化学若手研究者の仙台セミナー
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-05-29   Modified: 2024-03-26  

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