植物の枝分かれ制御ホルモン「ストリゴラクトン」の受容メカニズムを解明 ～受容体タンパクがストリゴラクトンの受容と不活性化を担うことを発見～

植物の枝分かれ制御ホルモン「ストリゴラクトン」の受容メカニズムを解明～受容体タンパクがストリゴラクトンの受容と不活性化を担うことを発見～

2019年1月17日 11:00 | プレスリリース?研究成果

【概要】

植物ホルモン^※¹の一种である「ストリゴラクトン」は（図1）、栄养环境に応じて植物の枝分かれを适切に制御する重要な分子です。东北大学大学院生命科学研究科の山口信次郎客员教授（现京都大学化学研究所?教授）と博士课程学生の安井令は明治大学农学部の瀬戸义哉専任讲师（元东北大学生命科学研究科助教）らとの共同研究で、植物の枝分かれ制御ホルモン「ストリゴラクトン」の受容メカニズムを解明することに成功しました。

これまでに、ストリゴラクトンが植物ホルモンとして働く际には、顿奥础搁贵14（以下顿14）タンパク质が受容体として働くことが分かっていました。顿14は、ホルモン受容体には珍しく、加水分解酵素ファミリー^※²に属しており、実际にストリゴラクトンを分解することが出来ます。しかしながら、顿14によるストリゴラクトンの分解と、ホルモン信号伝达の関係性は十分に解明されていませんでした。山口教授らは、顿14とストリゴラクトンの详细な相互作用解析や、分解反応に必要な顿14のアミノ酸残基を置换した変异型顿14を利用した研究により、『顿14はストリゴラクトン分子そのものを认识して信号を伝达し、その后ストリゴラクトンを分解して不活性化する』ことを突き止めました（図2础）。

この成果は、ストリゴラクトンの受容メカニズムに基づいた、新たな枝分かれ制御法の开発などにつながることが期待されます。枝分かれは最终的な花や种子の数と质に影响を与えることから、枝分かれの制御を通じて、作物の増収やバイオマスの増产などが期待されます。本研究成果は、2019年1月14日午后7时に英国科学誌Nature Communicationsに掲载されました。

【用语説明】

※1　植物ホルモン: 植物の成長を制御する化学物質の総称。一般的に植物ホルモンは、植物でごくわずかしか作られない。これまでに、オーキシン、ジベレリン、サイトカイニン、エチレン、ジャスモン酸、アブシジン酸、ブラシノステロイド、ストリゴラクトン、サリチル酸に加え、幾つかのペプチドホルモンなどが発見されている。

※2　加水分解酵素ファミリー：基質分子に水を付加することで、分解する酵素ファミリー。反応を触媒するために、セリン、ヒスチジン、アスパラギン酸の三つのアミノ酸が協調的に働くことが必要であり、これらの三つのアミノ酸は、触媒三つ組み残基（catalytic triad）と呼ばれている。