植物ホルモン受容体の遺伝的冗長性を解決する天然物ケミカルバイオロジー

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H00402
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 上田 実 東北大学, 理学研究科, 教授 (60265931)
• 研究分担者: 高岡 洋輔 東北大学, 理学研究科, 准教授 (80599762) ; 加治 拓哉 東北大学, 理学研究科, 助教 (80835520)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: ジャスモン酸 / 受容体 / コロナチン / 立体異性体 / 選択的アゴニスト

研究実績の概要

(3R、7S）-ジャスモノイル-L-イソロイシン（JA-Ile）は脂肪酸由来の植物ホルモンで、植物の成長、防御、繁殖を制御する。成長-防御トレードオフの解明は、ジャスモン酸の生物科学における重要な課題であった。シロイヌナズナでは、JA-Ileが分子接着剤として機能し、F-boxタンパク質COI1とJAZリプレッサータンパク質間のタンパク質間相互作用を引き起こす。シロイヌナズナゲノムには13のJAZ遺伝子がコードされており、13のCOI1-JAZ共受容体ペアが存在する。JA-Ileはこれらの共受容体ペアに同時に結合し、上述の多様な応答を引き起こす。
COI1-JAZのリガンド認識機構を慎重に検討した結果、JA-IleとJA-Ileの模倣体であるコロナチン（COR）の認識様式に明確な違いがあることを見出した2。本発表では、CORの安定な立体化学異性体をすべて含む化学ライブラリーをスクリーニングした結果、13組のCOI-JAZ共受容体のうち、COI1-JAZ9選択的親和性を有するアゴニストが得られた。

現在までの達成度 (段落)

令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Two distinct modes of action of molecular glues in the plant hormone co-receptor COI1-JAZ system (2024)
  • 著者名/発表者名: Kaji Takuya、Matsumoto Kotaro、Okumura Taichi、Nakayama Misuzu、Hoshino Shunji、Takaoka Yousuke、Wang Jianxin、Ueda Minoru
  • 雑誌名: iScience 巻: 27 ページ: 108625～108625
  • DOI: 10.1016/j.isci.2023.108625
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Subtype-selective agonists of plant hormone co-receptor COI1-JAZs identified from the stereoisomers of coronatine (2023)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Kengo、Kato Nobuki、Bashir Khurram、Nomoto Haruna、Nakayama Misuzu、Chini Andrea、Takahashi Satoshi、Saito Hiroaki、Watanabe Raku、Takaoka Yousuke、Tanaka Maho、Nagano Atsushi J.、Seki Motoaki、Solano Roberto、Ueda Minoru
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 6 ページ: 320-320
  • DOI: 10.1038/s42003-023-04709-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Difference in the ligand affinity among redundant plant hormone receptors of rice OsCOI1a/1b/2-OsJAZs (2023)
  • 著者名/発表者名: Okumura Taichi、Kitajima Tsumugi、Kaji Takuya、Urano Haruyuki、Matsumoto Kotaro、Inagaki Hideo、Miyamoto Koji、Okada Kazunori、Ueda Minoru
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 87 ページ: 1122～1128
  • DOI: 10.1093/bbb/zbad092
  • 査読あり