結晶構造解析結果に基づいた核内受容体GID1のジベレリン受容とシグナル伝達の解析

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21370019
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 上口 美弥子 (田中 美弥子) Nagoya University, 生物機能開発利用研究センター, 准教授 (70377795)
• Keywords: 植物ホルモン / 成長生理 / 核内受容体 / GID1 / 結晶構造

Research Abstract

2008年に、申請者らは、イネGID1タンパク質の構造解析結果を得た。その結果を受け、活性型GAを再定義すること、ならびに構造解析で得られたジベレリンとの結合に重要なアミノ酸が植物においてどの程度重要であるかを、形質転換体を作成して調べることを目的とした。
本年は、特に、受容体側の変異によるジベレリンの結合活性の変化について調べた。その結果、活性型ジベレリンの3位の水酸基と結合する3つの親水的アミノ酸の寄与率は3つで異なり、最も寄与率の小さな127番目のセリンが最も寄与率が少なくこのアミノ酸がシダにおいて変異していることがわかった。このことは、シダにおいては、3位の水酸基の認識は、被子植物のものに比べ認識は甘いものの3位水酸基が活性型ジベレリンとしてシダの時点で確立していたことを意味する。一方、活性型ジベレリンには、2位に水酸基がないことが必須であるが、この水酸基を許容しないためには、133番目のイソロイシン、330番目のロイシンが重要であることが構造上推定されている。変異型を形質転換したイネの表現型による結果は、この2つのアミノ酸が同程度に寄与し、さらにそのシダ型への変異が2位水酸基を許容することがわかった。このことは、シダにおいては2位水酸基を許容できる受容体構造であったことを意味する。
さらに、ジベレリン受容体に対するイントラジェニックサプレッサー変異体の解析結果からジベレリン受容体構造のリッド部分の開閉が変化することによりジベレリン受容のアフィニティが変わった変異を発見した。そのようなリッドの開閉が変化した変異は、アラビドプシスのAtGID1bの特徴とよく似ていたことから、双子葉の一部において共通に存在する特殊な受容体の性質であることが明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] Isolation and characterization of dominant dwarf mutants, Slr1-d, in rice (2009)
  • Author(s): Asano, K., Hirano, K., Ueguchi-Tanaka, M., Angeles-Shim, R.B., Komura, T., Satoh, H., Kitano, H., Matsuoka.M., Ashikari, M.
  • Journal Title: Mol.Genet.Genomics 281 Pages: 223-231
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Gibberellin Modulates Anther Development in Rice via the Transcriptional Regulation of GAMYB (2009)
  • Author(s): Aya, K., Ueguchi-Tanaka, M., Kondo, M., Hamada, K., Yano, K., Nishimura, M., Matsuoka, M.
  • Journal Title: Plant Cell 21 Pages: 1453-1472
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Differential expression and affinities of Arabidopsis gibberellin receptors can explain variation in phenotypes of multiple knock-out mutants (2009)
  • Author(s): Suzuki, H., Park, S.H., Okubo, K., Kitamura, J., Ueguchi-Tanaka, M., Iuchi, S., Katoh, E., Kobayashi, M., Yamaguchi, I., Matsuoka, M., Asami.T., Nakajima M.
  • Journal Title: Plant J. 60 Pages: 48-55
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Highly sensitive and high-throughput analysis of plant hormones using MS-probe modification and liquid chromatography-tandem mass spectrometry : an application for hormone profiling in Oryza sativa (2009)
  • Author(s): Kojima, M., Kamada-Nobusada, T., Komatsu, H., Takei, K., Kuroha, T., Mizutani, M., Ashikari, M., Ueguchi-Tanaka, M., Matsuoka, M., Suzuki, K., Sakakibara, H.
  • Journal Title: Plant Cell Physiol 50 Pages: 1201-1214
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ジベレリン受容体GID1によるジベレリン認識とその分子進化 (2009)
  • Author(s): 加藤博章, 佐藤友美, 上口 (田中) 美弥子
  • Journal Title: 日本結晶学会誌 52 Pages: 31-36
• [Presentation] イネ半優性矮性変異体Slr1-dの解析 (2010)
  • Author(s): 平野恒, 浅野賢治, 上口 (田中) 美弥子, 辻寛之, 香村敏郎, 佐藤光, 北野英巳, 芦苅基行, 松岡信
  • Organizer: 第51会日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 熊本
  • Year and Date: 20100300
• [Presentation] ジベレリン (GA) に依存しない受容体GID1とDELLAタンパク質 (DELLA) との相互作用 (2010)
  • Author(s): 平井貴章, 山本優子, 佐藤友美, 北野英己, 上口 (田中) 美弥子, 松岡信
  • Organizer: 第51会日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 熊本
  • Year and Date: 20100300
• [Presentation] Molecular Interaction of GA Signaling Components, GID1, SLR1, and GID2 (2010)
  • Author(s): Miyako Ueguchi-Tanaka, Ko Hirano, Asako Shimada, Makoto Matsuoka
  • Organizer: 第51会日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 熊本
  • Year and Date: 20100300