|
植物ホルモンのひとつであるジベレリン(GA)の生合成経路の後半段階においてはGA20-oxidase (GA20ox)およびGA3-oxidase (GA3ox) が、代謝経路ではGA2-oxidase (GA2ox) が働いている。これら酵素群の阻害剤として植物成長調整剤であるプロヘキサジオンが知られており、主にGA3oxを阻害することで作物を矮化させ、生産性を上げることを目的に広く利用されている。しかしながら申請者らはこれまでに、プロヘキサジオン（PHX）がイネのGA合成経路上の最終酵素であるGA3oxのみならず、代謝酵素であるGA2oxに対しても阻害効果を示すという結果を得ているが、その作用機構は解明されていない。 そこで、構造学に基づいた新規阻害剤や進化型の酵素の作製を目的に、GA2ox3およびGA3ox2を用いて、PHXとの共結晶化を試みた。
現在GA2ox3については、植調剤PHX存在下で得られた結晶を放射光施設SPring-8にて測定し、2.9 オングストロームまでのデータを用いて構造解析に成功した。これまでに得たGAとの共結晶構造と比較したところ、PHXが2OGの結合場所に結合していたことから、PHXは2OGと拮抗的に働きGA2ox3を阻害していることが示唆された。この結果は、阻害活性測定の結果と一致している。
一方GA3ox2については、まだ構造解析には至っていないが、GAとの共結晶構造の結果を用いたシミュレーションによりPHXとの結合を調べた。その結果、PHXに対するGA2ox及びGA3oxの阻害様式の違いは、プロピオン基と周辺残基(LeuまたはPhe)の疎水性相互作用、また六員環とILEの相互作用などが大きな違いになる事が示唆された。これらの結果により、両酵素それぞれに特異的な植調剤の開発につながる手がかりが得られた。
|
