植物の多機能輸送体GTR1における輸送基質スイッチング現象の化学的制御

• 研究課題/領域番号: 18K19137
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分37:生体分子化学およびその関連分野
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 上田 実 東北大学, 理学研究科, 教授 (60265931)
• 研究期間 (年度): 2018-06-29 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 植物ホルモン / 輸送体 / ジャスモン酸 / ジベレリン / NPFファミリー / GTR1 / 二次代謝

研究成果の概要

植物の膜輸送体タンパク質GTR1は、グルコシノレート輸送体として発見されたが、その後２つの植物ホルモンの輸送体としても機能することが分かった。構造的に全く異なるこれらを基質とする機構を解明するために、変異体タンパク質とアフリカツメガエル卵母細胞を用いた評価系を用いて、各種輸送活性を評価した。その結果、GTR1は二量体としても単量体としても輸送能力を持つが、基質に対応する多量体が存在することを示唆する結果が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物の生理応答をコントロールする植物ホルモンの分布の時空間制御は、植物の機能制御を考える上で極めて重要である。その意味で、植物ホルモン輸送体の基質輸送と基質選択性をコントロールできれば、大きな社会的意義がある。一般的に輸送体の活性を制御する化学物質の開発は難しいが、今回の結果はそれに繋がる可能性をもち、学術的にも興味深い。