新規酵素によるいもち病菌の植物免疫回避とイネのカウンター防御の分子機構の解明

2024 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22K05447
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分38030:応用生物化学関連
• 研究機関: 近畿大学
• 研究代表者: 大沼 貴之 近畿大学, 農学部, 教授 (60446482)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: キチナーゼ / キチンオリゴ糖 / エリシター / 糖質加水分解酵素 / 植物ー微生物間相互作用

研究成果の概要

イネはいもち病菌M. oryzaeの感染を感知すると，GH18および19キチナーゼを分泌し，M. oryzaeの細胞壁主成分であるキチンを分解，溶菌することによって抵抗性を示す．さらに分解により生じたキチンオリゴ糖をエリシターとして細胞表面の受容体で認識し，免疫応答を誘導する．一方，M. oryzaeはGH18キチナーゼであるMoChia1を分泌し，自らの細胞壁から生じたキチンオリゴ糖を分解することにより，受容体によるエリシター認識を防ぎ植物免疫を回避する．本研究ではMoChia1の構造と機能を調べることにより，M. oryzaeによる植物免疫回避機構の一端を分子レベルの解像度で明らかにした．

自由記述の分野

応用生物化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

HPLCを用いてMoChia1によるキチンオリゴ糖の加水分解を詳しく調べた結果，本酵素は基質還元末端のβアノマーを選択的に認識し、最も還元末端側のグリコシド結合のみを切断することを明らかにした．MoChia1が分類されるGH18キチナーゼの基質認識・分解様式は一般的にエンド型であり，このような活性を示す酵素の発見は初めてであった。また，酵素の立体構造を決定し，MoChia1の特殊な基質認識機構の詳細を明らかにした．このような成果は，M. oryzaeによる植物免疫回避機構の一端を明らかにするだけでなく，糖質加水分解酵素学の発展に寄与するものと考えられた．