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天然物の立体異性体を用いた標的選択性及び生物活性チューニング法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19J11001
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分37020:生物分子化学関連
研究機関東北大学

研究代表者

林 謙吾  東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードジャスモン酸 / 立体異性体ライブラリー / コロナチン / サブタイプ選択的リガンド / 立体異性体 / 標的選択性チューニング
研究開始時の研究の概要

植物ホルモンのジャスモン酸イソロイシンやその類縁体天然物のコロナチンは、植物体内でCOI1-JAZ共受容体に結合することで、その生物活性を発現する。COI1とJAZには複数のサブタイプが存在し、それらの組み合わせによって成長抑制や二次代謝産物の生合成促進など、多様な生物活性が制御されている。つまり、特定のCOI1とJAZの組み合わせにのみ結合する化合物は、二次代謝産物の生合成促進のみを誘導すると考えられる。本研究では、天然物コロナチンの立体異性体からサブタイプ選択的に結合するものを見出し、有用二次代謝産物の生合成供給を目指す。

研究実績の概要

前年度では、JA-Ileの構造ミミック天然物コロナチン(COR)の立体異性体が、モデル植物シロイヌナズナのCOI1-JAZサブタイプ選択的な結合親和性を示すことを見出していた。生物活性評価より、本立体異性体が生長阻害を引き起こさずに病原菌感染防御応答を選択的に活性化することを見出した。また、トランスクリプトーム解析及び定量的rtPCR解析により、作用機序解析を行った。
トランスクリプトーム解析より、本立体異性体が遺伝学的にJAZをノックアウトした変異株とは異なるシグナル伝達を活性化しており、化学遺伝学的手法が遺伝的に冗長なシグナル伝達の解析に有用であることが確認された。
また、本立体異性体は、CORが抑制するシグナル伝達にはほとんど影響を与えないことを見出した。CORは細胞壁形成関連遺伝子の発現を抑制したのに対し、本立体異性体は影響を与えなかったために、生長阻害を引き起こさなかったと考えられた。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Extended JAZ degron sequence for plant hormone binding in jasmonate co-receptor of tomato SlCOI1-SlJAZ2021

    • 著者名/発表者名
      Saito Rina、Hayashi Kengo、Nomoto Haruna、Nakayama Misuzu、Takaoka Yousuke、Saito Hiroaki、Yamagami Souhei、Muto Toshiya、Ueda Minoru
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 13612-13612

    • DOI

      10.1038/s41598-021-93067-1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fluorescence anisotropy-based comprehensive method for in vitro screening of COI1-JAZs agonist/antagonist in ` Jasmonate in Plant Biology`2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Takaoka, K. Hayashi, K. Suzuki, I. N. Azizah, M. Ueda
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 2085 ページ: 145-160

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] コロナチン立体異性体フォーカスドライブラリーを用いたジャスモン酸受容体サブタイプ選択的リガンドの開発2022

    • 著者名/発表者名
      林 謙吾、加藤信樹、野本春菜、中山美涼、Khurram Bashir、Andrea Chini、高橋聡史、齋藤大明、渡部 楽、高岡洋輔、田中真帆、永野 惇、関 原明、Roberto Solano、上田 実
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] コロナチン立体異性体ライブラリーを用いた 植物ホルモン受容体サブタイプ選択的リガンドのスクリーニング2021

    • 著者名/発表者名
      林 謙吾、加藤信樹、野本春菜、中山美涼、齊藤里菜、渡部 楽、高岡洋輔、加治拓哉、Khurram Bashir、高橋聡史、田中真帆、関 原明、永野 惇、宮本皓司、岡田憲典、上田 実
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会、第15回年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Tuning the target selectivity of coronatine using the stereochemical library strategy2019

    • 著者名/発表者名
      K. Hayashi, R. Watanabe, N. Kato, T. Kaji and M. Ueda
    • 学会等名
      The Fourth A3 Roundtable Meeting on Asia Chemical Probe Research Hub
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コロナチン全立体異性体ライブラリーの構築とその受容体サブタイプ選択性の評価2019

    • 著者名/発表者名
      林 謙吾、渡部 楽、加藤信樹、加治拓哉、上田 実、
    • 学会等名
      第34回有機合成化学若手研究者の仙台セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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