Proof that plant growth regulators "Fairy Chemicals" are a plant hormone
| Project/Area Number |
20J14421
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 38040:Bioorganic chemistry-related
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
竹村 太秀 静岡大学, 自然科学系教育部, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | 植物ホルモン / fairy rings / fairy chemicals / プリン代謝 / 植物生理 / LC-MS/MS / フェアリーリング / イネ / 生合成 / 天然物化学 |
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| Outline of Research at the Start |
植物成長調節物質であるフェアリー化合物（FCs）は、植物における普遍的な内生が証明されており、生合成経路や関連酵素に関しても大部分が解明されている。そこで、FCsの植物に対する詳細な生理活性を解明し、また、FCs受容体の同定を行うことで、植物の生育におけるFCsの重要性を明らかにし、FCsが新たな植物ホルモンであることを証明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
芝草がリング状に繁茂あるいは枯死する現象は「フェアリーリング」という名前で知られている。当研究室ではこの原因物質として2-azahypoxanthine (AHX)、imidazole-4-carboxamide (ICA)、及び2-aza-8-oxohypoxanthine (AOH)の同定に成功し、フェアリー化合物（FCs）と命名した。更に、FCsは様々な植物に対して成長調節活性を示すほか、分析を行ったすべての植物に内生していることが明らかとなった。そのため、FCsが新たな植物ホルモンの可能性があり、その証明に不可欠であるFCs生合成経路の解明を目的とした。
FCsはプリン代謝の中間体である5-aminoimidazole-4-carboxamide (AICA) から生合成されることが判明しており、生合成的にプリン代謝との関わりが示唆された。そこで、固相抽出およびLC-MS/MSを組み合わせ、FCsおよびプリン代謝上の化合物の網羅的分析法を確立し、FCs処理によってプリン代謝上の化合物含量が変化することを見出した。プリン代謝は植物生理に重要な経路であり、FCsとプリン代謝との相関からFCsの生理作用の解明に繋がることが期待される。
また、AICAからAHX・ICAの変換にかかわる酵素はこれまで明らかにされていなかったため、活性試験の結果を指標にイネ培養細胞からタンパク質の抽出・精製を行った。単離に成功したタンパク質についてLC-MS/MSおよびMascot解析を行ったところ、non-symbiotic hemoglobinsであると同定した。本酵素は一酸化窒素を産生する機能を有していることが報告されており、本酵素の詳細な検討を行うことで植物体内におけるAICAの環化（AHX）及び脱アミノ化（ICA）反応の詳細を解明することが期待される。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(8 results)
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[Presentation] Fairy Chemicals, New Plant Growth Regulators Biosynthesized in Novel Purine Metabolism2021
Author(s)
Takemura, Hirohide; Choi, Jaehoon; Inai, Makoto; Asakawa, Tomohiro; Ouchi, Hitoshi; Fushimi, Keiji; Narikawa, Rei; Ohnishi, Toshiyuki; Kondo, Mitsuru; Hirai, Hirofumi; Kan, Toshiyuki; Kawagishi, Hirokazu
Organizer
The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2021
Related Report
Int'l Joint Research
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