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2016 年度 実績報告書

多様な作物種の抵抗性誘導基盤となるサリチル酸シグナル伝達の選択的制御

研究課題

研究課題/領域番号 15H05621
研究機関東京大学

研究代表者

宮川 拓也  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (50596559)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード植物ホルモン / サリチル酸 / 抵抗性誘導剤 / X線結晶構造解析
研究実績の概要

全身獲得抵抗性(SAR)はサリチル酸(SA)により誘導される植物の免疫応答であり、広範な作物品種とその病害に対して、SARを誘導する薬剤「抵抗性誘導剤」の利用拡大が望まれている。本研究では、植物が普遍に備えていると考えられるSAR誘導機構を標的として新規抵抗性誘導剤の開発を目指し、SAがその受容体であるNPRタンパク質を選択的に制御するために必要な構造基盤を解明するため、昨年度に調製を完了したNPRタンパク質の結晶化とX線結晶構造解析を引き続き実施した。
本年度は、タンパク質結晶化用に検討したNPR1, NPR3, NPR4の各コンストラクトの性状をさらに改善するため、タンパク質凝集の原因となるシステイン残基を解析した。NPRタンパク質は分子内に10以上のシステイン残基をもち、非特異的な分子間ジスルフィド結合の形成により凝集することが確認された。これら残基をアラニン等に置換した変異体を調製し、タンパク質の発現と凝集性を評価することで、性状を改善するシステイン残基の置換体を同定した。また、並行して昨年度までに結晶を取得したNPR4について、結晶化条件の最適化を行うことで分解能を向上させた。
当初計画で対象とした複合体に加え、NPR1については新たにSAシグナル伝達経路の下流の転写因子との相互作用を解析した。プルダウンアッセイの結果、両者が複合体を形成することが確認された。また、転写因子の標的DNA配列も加えた三者の複合体が形成されることも示唆され、新たな転写制御機構の可能性が見出された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

NPRタンパク質NPR1, NPR3, NPR4の凝集性の改善を図ることができ、X線結晶構造解析に向けて、おおむね順調に研究が進んでいる。また、NPR1とSAシグナル伝達経路の下流の転写因子との複合体形成が示唆された。これはSAシグナル伝達の制御メカニズムを解明する上で重要な複合体と考えられ、当初計画に加えて進展があった。

今後の研究の推進方策

NPRタンパク質と各種複合体について、引き続き結晶成長を改善するタンパク質改変を行うことでX線回折データの分解能の向上を図り、構造解析の達成を目指す。また、立体構造を利用したin silico化合物スクリーニングも推進する。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] Structural basis for the regulation of phytohormone receptors2017

    • 著者名/発表者名
      Takuya Miyakawa, Masaru Tanokura
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem.

      巻: - ページ: -

    • DOI

      in press

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structural basis of unique ligand specificity of KAI2-like protein from parasitic weed Striga hermonthica2016

    • 著者名/発表者名
      Yuqun Xu, Takuya Miyakawa, Hidemitsu Nakamura, Akira Nakamura, Yusaku Imamura, Tadao Asami, Masaru Tanokura
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 6 ページ: 31386

    • DOI

      10.1038/srep31386

    • 査読あり / オープンアクセス

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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