ストリゴラクトン機能制御剤の創製と受容機構の解明

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23248018
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 浅見 忠男 東京大学, 農学生命科学研究科, 教授 (90231901)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 植物ホルモン / ストリゴラクトン / ジベレリン / 受容体 / アゴニスト / アンタゴニスト / D14 / デブラノン

Outline of Annual Research Achievements

（１）カロテノイド開裂阻害剤でありアブシジン酸生合成阻害剤であるアバミンがSL内生量を減少させることを見出した。また合成したトリアゾール誘導体であるTIS108が強力なSL生合成阻害能を有することを見出した。TIS108をシロイヌナズナに処理した結果、枝分かれが増加することを確認した。
（２）高活性型ストリゴラクトンミミックとしてABC環部分にベンゼン環を有しエノールエーテル結合ではなく、エノール結合で直接D環と結合したデブラノン類がSLアゴニストとして効果を示すことを見出した。この化合物はストリゴラクトンの標準品として用いられていたGR24の100倍の活性を示した。
（３）①D14タンパク質にはストリゴラクトンを加水分解する活性があること、加水分解によって生じた水酸化D環はD14タンパク質中で他の部位に移動して結合し、ストリゴラクトン活性を示すことを明らかにした。これまでストリゴラクトンの加水分解により生じた水酸化D環には活性が無いと信じられていたが、この常識を覆す成果であった。②D14タンパク質はストリゴラクトンの加水分解後に生じる水酸化D環依存的にDELLAタンパク質と結合することを見出した。③イネ多分げつ変異体であるd53の原因遺伝子の解析の結果シャペロンであるD53タンパク質を同定した。D53はストリゴラクトン依存的にD14と結合することによってSCF複合体によりユビキチン化されプロテアソーム分解系により分解される結果、ストリゴラクトンシグナルが伝達されることが明らかとなった。このシステムはジベレリンにおけるDELLAタンパク質の機能と非常に類似していることが明らになった。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Function of strigolactone as chemical regulator of phosphate starvation signaling (2015)
  • Author(s): Ito S, Nozoe T, Sasaki E, Imai, M, Shiwa Y, Hatta M, Ishige T, Fukui K, Ito K, Sasaki Y, Nakanishi H, Nishizawa NK, Yajima S and Asami T
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 10 Pages: e-0119724
  • DOI: doi: 10.1371/journal.pone. 0119724.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Molecular mechanism of strigolactone perception by DWARF14 (2013)
  • Author(s): Nakamura H, Xue YL, Miyagawa T, Hou F, Qin HM, Fukui K, Shi Xuan, Ito E, Ito S, Park SH, Miyauchi Y, Asano A, Totsuka N, Ueda T, Tanokura M, and Asami T
  • Journal Title: Nature Comm Volume: 4 Pages: 2613
  • DOI: doi: 10.1038/ncomms3613 (2013).
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] D14-SCFD3-dependent degradation of D53 regulates strigolactone signaling (2013)
  • Author(s): Zhou F, Lin Q, Zhu L, Ren Y, Zhou K, Shabek N, Wu F, Mao H, Dong W, Gan L, Ma W, Gao H, Chen J, Yang C, Wang D, Tan J, Zhang X, Guo X, Wang J, Jiang L, Liu X, Chen W, Chu J, Yan C, Ueno K, Ito S, Asami T, Cheng Z, Wang J, Lei C, Zhai H, Wu C, Wang H, Zheng N and Wan J
  • Journal Title: Nature Volume: 504 Pages: 406-410
  • DOI: doi:10.1038/nature12878.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 機能選択的ストリゴラクトンミミック『デブラノン』の選択性に関する詳察 (2015)
  • Author(s): 福井 康祐、間下 大樹志、中村 英光、浅見 忠男
  • Organizer: 日本農芸化学会2015年度大会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2015-03-25
• [Presentation] ストリゴラクトン受容体阻害剤の探索 (2015)
  • Author(s): 間下大樹志、中村英光、浅見忠男
  • Organizer: 日本農薬学会第40回大会
  • Place of Presentation: 玉川大学
  • Year and Date: 2015-03-18
• [Presentation] Selective chemicals that mimic each of SL functions (2015)
  • Author(s): Tadao Asami
  • Organizer: 1st International Congress on Strigolactones
  • Place of Presentation: Wageningen, Holland
  • Year and Date: 2015-03-01 – 2015-03-06
  • Invited
• [Presentation] ストリゴラクトン誘導性転写因子の機能解析 (2014)
  • Author(s): 中村英光、永井優子、長江未有、増口 潔、山上あゆみ、光田展隆、高木 優、中野雄司、浅見忠男
  • Organizer: 植物化学調節学会第49回大会
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2014-10-18
• [Presentation] ストリゴラクトンミミック『デブラノン』の機能選択性に関する詳察 (2014)
  • Author(s): 福井康祐、山上大智、間下大樹志、中村英光、秋山康紀、浅見忠男
  • Organizer: 植物化学調節学会第49回大会
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2014-10-18
• [Book] ストリゴラクトン受容体の構造とシグナル伝達のしくみ (2015)
  • Author(s): 中村英光、宮川拓哉、田之倉優、浅見忠男
  • Total Pages: 171-176
  • Publisher: 日本農芸化学会