植物の運動と「記憶」に関与する化学物質

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13024267
• 研究種目: 特定領域研究(A)
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 上田 実 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (60265931)
• キーワード: ハエトリソウ / マメ科 / 就眠運動 / 蛍光プローブ / 受容体 / アメリカツノクサネム

研究概要

(1)ハエトリソウの運動と「記憶」に関与する化学物質 本年度の研究において我々は、クローン化ハエトリソウを用いた生物検定試験法の確立に成功した。本検定法に基づき、限外濾過、ゲル濾過クロマトグラフィーなどを用いて分離を行った結果、この化学物質は分子量数千程度の化合物であると推定された。また同時に、ハエトリソウ中には、さらに分子量が小さく活性の弱い化合物も含まれることが明らかになった。この化合物に関しては、ゲル濾過クロマトグラフィー、逆層HPLC等を用いて、活性を失うことなく精製が可能であった。
(2)就眠運動に関する生物有機化学的研究 活性物質受容体の存在を証明するには、生物活性を示さない誘導体が運動細胞に結合しないことを示さなければならない。我々は、覚醒活性を示さない非活性型化合物を元に、「非活性型蛍光プローブ」を合成し、非活性型蛍光プローブは、植物組織には全く結合しないことを明らかにした。この結果は、運動細胞に存在する覚醒物質の受容体は、覚醒物質の構造を精密に認識していることを示している。また、覚醒物質型蛍光プローブは植物種特異的な結合活性を示し、各植物は各々の活性物質に対応する特異的受容体を持つことが示唆された。さらに我々は、就眠運動を利用した環境調和型除草剤の開発を目指して研究を行い、ダイズ畑に生育するマメ科難防除雑草アメリカツノクサネムの覚醒活性物質を同定した。

研究成果

• [文献書誌] Y.Sohtome, T.Tokunaga, K.Ueda, M.Ueda: "Leaf-closing substance in Leucaena leucocephala"Biosci.Biotechnol.Biochem.. 66・1. 51-56 (2002)
• [文献書誌] T.Sugimoto, Y.Wada, S.Yamamura, M.Ueda: "Fluorescence study on the nyctinasty of Cassia mimosoides L.using novel fluorescence-labeled probe compounds"Tetrahedron. 57. 9817-9825 (2001)
• [文献書誌] M.Ueda, Y.Wada, S.Yamamura: "Direct observation of the target cell for leaf-movement factor using novel fluorescence-labeled probe compounds : fluorescence studies of nyctinasty in legumes. Part 1"Tetrahedron Lett.. 42. 3869-3872 (2001)
• [文献書誌] M.Ueda, Y.Sohtome, K.Ueda, S.Yamamura: "Potassium 2, 3, 4-trihydroxy-2-methylbutanoate, a leaf-closing substance of Leucaena leucocephalam"Tetrahedron Lett.. 42. 3109-3111 (2001)