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花成ホルモン複合体の立体構造に基づく低分子化合物のデザインと花成制御

公募研究

研究領域植物新種誕生の原理―生殖過程の鍵と鍵穴の分子実態解明を通じて―
研究課題/領域番号 19H04856
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関横浜国立大学

研究代表者

児嶋 長次郎  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (50333563)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2019年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワードNMR / 蛋白質 / 立体構造
研究開始時の研究の概要

我々の研究グループでは、植物が花を咲かせる(花成)メカニズムの研究を行っている。2011年には、普遍的な花芽形成の運命決定因子であるフロリゲンの細胞内受容体を同定し、開花促進活性の本体となるフロリゲン・受容体・転写因子複合体の立体構造解析に成功している。本研究では今まで得られた花成メカニズムの研究成果に基づき、花成を制御する低分子化合物(花咲かじいさんの灰のような物質)を創出することを目指している。

研究実績の概要

我々の研究グループでは、普遍的な花芽形成の運命決定因子であるフロリゲンの細胞内受容体を同定し、開花促進活性の本体となるフロリゲン・受容体・転写因子複合体の結晶構造解析に成功している。本研究では花成ホルモン受容体の立体構造情報に基づき、花成を制御する低分子化合物を創出することを目指した。具体的には、「花成ホルモン」を作用点とする化合物を立体構造情報に基づき探索し、花成ホルモン・化合物複合体の立体構造を決定して化合物の最適化を行うことで、前回の公募研究で達成できていない植物個体で開花を「促進」する化合物の創製を目指した。また、生細胞内の蛋白質の構造動態を解析する超高感度生細胞内 NMR 法を開発し、ライブセルイメージング・化合物・構造生物学と連動した花成制御機構のリアルタイム解析技術の開発も進めた。
令和2年度は咋年度に引き続き研究項目(1)「花成ホルモン複合体の立体構造に基づく低分子化合物のデザインと花成制御」と(2)「超高感度生細胞内NMR法の開発と開花制御機構解明への応用」を推進した。研究項目(1)では、昨年度同定した「花成ホルモン」に結合する化合物の植物個体での効果の検証と花成ホルモン薬剤複合体の立体構造解析を行った。研究項目(2)では、昨年度に確立した超高感度生細胞内NMR法をさらに発展させ、細胞内での蛋白質の立体構造解析を進めた。
特筆すべき成果としては、スクリーニングによって得られた「花成ホルモン」をターゲットとした花成制御化合物によって植物個体の花成を制御できることが分かった。また、超高感度生細胞内NMR法をさらに発展させ、細胞内での蛋白質の立体構造決定に成功した。

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

    (9件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] Rutgers University(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Sensitivity enhancement by sequential data acquisition for 13C-direct detection NMR2021

    • 著者名/発表者名
      Furuita Kyoko、Sugiki Toshihiko、Takamuku Mika、Hattori Yoshikazu、So Masatomo、Kawata Yasushi、Ikegami Takahisa、Fujiwara Toshimichi、Kojima Chojiro
    • 雑誌名

      Journal of Magnetic Resonance

      巻: 322 ページ: 106878-106878

    • DOI

      10.1016/j.jmr.2020.106878

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal contact-free conformation of an intrinsically flexible loop in protein crystal: Tim21 as the case study2020

    • 著者名/発表者名
      Bala Siqin、Shinya Shoko、Srivastava Arpita、Ishikawa Marie、Shimada Atsushi、Kobayashi Naohiro、Kojima Chojiro、Tama Florence、Miyashita Osamu、Kohda Daisuke
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects

      巻: 1864 号: 2 ページ: 129418-129418

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2019.129418

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] In-cell NMR as a sensitive tool to monitor physiological condition of Escherichia coli2020

    • 著者名/発表者名
      Sugiki Toshihiko、Yamaguchi Yoshihiro、Fujiwara Toshimichi、Inouye Masayori、Ito Yutaka、Kojima Chojiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 2466-2466

    • DOI

      10.1038/s41598-020-59076-2

    • NAID

      120006952208

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural instability of lamin A tail domain modulates its assembly and higher order function in Emery-Dreifuss muscular dystrophy2019

    • 著者名/発表者名
      Muneyo Mio, Toshihiko Sugiki, Chie Matsuda, Hiroaki Mitsuhashi, Chojiro Kojima, Siu Yuen Chan, Yukiko K. Hayashi, Kazuhiro Mio
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 512 号: 1 ページ: 22-28

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.02.138

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural characterization of the N-terminal kinase-interacting domain of an Hsp90-cochaperone Cdc37 by CD and solution NMR spectroscopy.2019

    • 著者名/発表者名
      Ihama, F., Yamamoto, M., Kojima, C., Fujiwara, T., Matsuzaki, K., Miyata, Y., Hoshino, M.
    • 雑誌名

      Biochim. Biophys. Acta-Proteins Proteom.

      巻: 1867 号: 9 ページ: 813-820

    • DOI

      10.1016/j.bbapap.2019.06.007

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 19F-NMR for Fragment-Based Drug Discovery2019

    • 著者名/発表者名
      Chojiro Kojima
    • 学会等名
      8th Asia-Pacific NMR Symposium 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] NMRで分子集団の構造を捉える2019

    • 著者名/発表者名
      児嶋長次郎
    • 学会等名
      第20回若手NMR研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 19F-NMR for Drug Discovery2019

    • 著者名/発表者名
      Chojiro Kojima
    • 学会等名
      Chem-Bio Informatics Society (CBI) Annual Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2021-12-27  

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