Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

ジベレリン / 受容体 / 光アフィニティー標識 / 蛍光標識 / α-アミラーゼ / 合成 / ブラシノステロイド / ジャスモン酸 / three hybrid system / アリューロン細胞

活性型天然ジベレリンの中で化学的に比較的安定なGA4或いはGA1を認識部位とする蛍光標識時ジベレリン及びフォトアファニティー標識ジベレリンの設計と合成を目的に合成研究を行った。先ず、ジベレリン母格の化学的安定性を増し適切なスペーサー修飾位置を探る為、種々の誘導体を合成し、大麦の半切り種子を用いたα-アミラーゼ生合成誘導活性試験にてジベレリン活性と検定した。次に、得られた構造活性相関データーに基づき、19-deoxo-GA1型の蛍光標識ジベレリン及びフォトアファニティー標識ジベリンを合成した。現在まで、合成した蛍光標識ジベリンを用いることにより、α-アミラーゼ生合成誘導に関わるジベリン受容体は大麦種子のアリューロン細胞の細胞膜上にあるとの知見を得ている。フォトアファニティー標識ジベリンは外部研究者との共同研究にて受容体タンパク質を含むジジベレリ結合タンパク質の同定研究に用いる予定である。
更に、同一の手法を、近年、植物生長調節物質として注目されているジャスモン酸及び植物ホルモンであるブラシノステロイドの受容体機構解明にも拡張すべく、その構造活性相関研究を行った。その過程で、重水素化ブラシノステロイド、5-エピ-ブラシノライド、6a-carba-ブラシノライド、水酸化ブラシノライド及び、ジャスモン酸誘導体の合成法を開発した。又、最近、受容体タンパク質同定のためのスクリーニング法として提唱されているthree hybrid systemをジベリン受容体同定に応用する目的でGA-dexamethasone hybrid ligandの合成研究を行った。その予備実験としてJA-dexamethasone hybrid ligandを合成した。本研究で行った、スペーサーを介しての様々な機能部位を構築する合成手法は、ジャスモン酸或いはブラシノステロイドの機構探索分子合成の際も、ほぼ同様に適用できるものなので、今後は、これらのプローブの合成も同時進行することを考えている。

ジベレリン / 受容体 / 光アフィニティー標識 / 蛍光標識 / 合成 / α-アミラーゼ生合成誘導 / アリューロン細胞プロトプラスト

1.活性型天然ジベレリンであるGA_4の17位に種々のアルキルジチオールをラジカル付加してスペーサーとし、その末端チオールを利用して蛍光標識部位としてfluorescein骨格を導入、数種の蛍光標識GA_4を合成した。これらについて大麦の半切種子及びアリューロン細胞プロトプラストを用いたα-アミラーゼ生合成誘導活性試験を行い、最も活性の高いものとしてFLGA_4-1を選択した。又、これと並行して、先に合成法を確立した17-ハイドロキシGA_4を原料として光アフィニティー標識GA_4並びに蛍光標識GA_4の合成を検討した。その合成迄には至っていないが、合成中間体のα-アミラーゼ生合成誘導活性試験の結果より、化学的安定性並びに活性の面から、GA_4とスペーサーの接合部はFLGA_4-1のイオウ原子よりも酸素或いは炭素原子の方が優れているとの知見を得た。
2.カビの培養により工業的に生産され大量に入手できる天然ジベレリンGA_3をGA_4並びにGA_1誘導体に短工程かつ好収率にて変換する方法を確立した。これにより、原料の量的な確保が可能となり、プローブ分子の合成研究を効率的に進めることができるようになった。又、本変換法の開発過程において、α-ジケトンと酸素の光照射によるエーテルの新酸化反応を見出した。
3.大麦種子のアリューロン細胞プロトプラストを1で合成したFLGA_4-1で処理し、その相互作用をセルソーター及びレーザー共焦点顕微鏡を用いて観察、α-アミラーゼ生合成誘導に関わるジベレリン受容体が細胞膜上にあるとの知見を得た。
4.光アフィニティー標識GA_4及びGA_1の合成は現在検討中である。
以上の結果に加えて、本研究の手法を、近年、植物生長調節物質として注目されているジャスモン酸の受容体機構解明にも拡大すべくその構造活性相関研究を開始した。その過程で、天然ジャスモン酸の定量に有用な重水素標識ジャスモン酸の合成に成功した。

【研究分担者】
浅見忠男	理化学研究所	植物機能研究室	先任研究員	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
浅見忠男	理化学研究所	植物機能研究室	先任研究員	(Kakenデータベース)