2012 Fiscal Year Annual Research Report
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24370027
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
笠原 博幸 独立行政法人理化学研究所, 生長制御研究グループ, 上級研究員 (00342767)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | オーキシン / 植物ホルモン / 成長制御 / 生合成 |
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| Research Abstract |
オーキシンは植物の生長や環境応答の制御において中心的な役割を果たす植物ホルモンであり、これまで主要なオーキシンであるインドール酢酸(IAA)を中心に研究が行われてきた。最近、申請者らはフェニル酢酸(PAA)がIAAと共に合成されるもう一つのオーキシンであることを発見した。また、IAAは植物体内で極性輸送されるが、PAAはこの特徴をもたないことを明らかにした。本研究ではPAAの生理的役割の解明を目的として、遺伝学的および生化学的なアプローチによりPAAの作用機構を中心に解析する。
まず、今年度の研究計画に従って、IAA生合成の律速酵素であるYUCCAフラビンモノオキシゲナーゼかPAAの生合成に関与することを酵素学的に検証した。大腸菌で調製したYUCCA6タンパク質を用いて酵素活性を詳細に解析した結果、FADを補因子として、NADPH存在下でフェニルピルビン酸からPAAを生成することを示した。また、ストップトフロー法によりYUCCA酵素の反応機構も明らかにした。この研究結果は」.Biol.Chem,(2013)にて報告した。
次に、PAAの輸送機構についてシロイヌナズナのオーキシン取り込み輸送体の欠損変異体aurlを用いて解析した。この結果、AUXIを介さずに拡散輸送により細胞内へ取り込まれる合成オーキシンのナフタレン酢酸はaurl変異体の表現型を回復するが、IAAやPAAはaurl変異体の表現型を回復しなかった。これにより、PAAはIAAと同様にAUX1依存的に細胞内へ移動することが明らかになった。
また、PAAの生理的役割を解析するために重要なPAA欠損変異体を作成するため、高度好熱菌ThemnusthermoρhitusのpaaK(PAA-CoAリガーゼ:PAA代謝酵素)遺伝子をクローニングし、これを高発現したシロイヌナズナ形質転換体の作成を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
シロイヌナズナ由来の複数のYUCCAタンパク質を、大腸菌を用いて安定的に大量調製する方法が確立できたことから、それらの酵素反応機構の解析が著しく進展した。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画に従い、PAAの生理的役割を明らかにするためにシロイヌナズナのPAA欠損変異体の作成を進める。また、PAA生合成経路の全容解明のため、PAA生合成中間体の分析法の確立を進める。
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