A chemical inhibitor revealing auxin inactivation pathway

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15761
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 38040:Bioorganic chemistry-related
• Research Institution: Okayama University of Science
• Principal Investigator: Fukui Kosuke 岡山理科大学, 理学部, 講師 (80761147)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: オーキシン / 代謝 / ケミカルバイオロジー

Outline of Final Research Achievements

A plant hormone auxin induces various biological phenomena with a different concentration in the cell and/or the region. Therefore, the auxin level in the plant body is strictly regulated by biosynthetic pathways, transport, and catabolic pathways in a concerted manner. On the one hand, auxin biosynthetic pathways and transport have been well understood, but on the other hand, auxin catabolic pathways remain unclear. In this research, we developed a chemical inhibitor for the GH3 enzymes working on the auxin catabolic pathway. This chemical revealed that endogenous auxin is well balanced by constant auxin synthesis and catabolism. We demonstrated that the turnover time of auxin could be around 10 minutes.

Free Research Field

植物ホルモン

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

オーキシンは植物のほとんど全ての生理現象に関わっているが、その主要な代謝経路は明らかとなっておらず、代謝によるオーキシン生理機能の制御機構についてはほとんどわかっていなかった。本研究では、オーキシンの代謝酵素の一つであるGH3ファミリーの機能阻害剤を創製し、機能冗長性の高いこれらの酵素ファミリーの主要な機能を明らかにすることに成功した。その結果、植物体内でオーキシン恒常性がどのように保たれているのか、生合成を含めた濃度制御の分子基盤を明らかにすることができた。