根に寄生する「魔女の雑草」の発芽を诱导する仕组みの解明に向けて 特定の発芽诱导物と结合する寄生雑草に由来したタンパク质の构造
厂丑碍础滨2颈叠とカリキン（碍础搁1）が结合している様子
厂丑碍础滨2颈叠タンパク质の中でカリキンを囲んでいるアミノ酸残基は青色で表示しています。この青色で囲んだ领域はカリキンがちょうど収まるサイズであり、カリキンよりも分子サイズの大きなストリゴラクトン（骋搁24）を受け入れることができません。
© 2016 田之倉 優
东京大学大学院农学生命科学研究科の田之仓优教授と浅见忠男教授らの研究グループは、他の植物の根に寄生し栄养分を吸収して生育する植物（根寄生雑草）ストライガに由来する碍础滨2タンパク质が発芽を诱导する物质のカリキンにのみ结合する机构とその构造基盘を解明しました。本成果は、アフリカなどの农业生产に甚大な被害を与えている根寄生雑草の発芽制御につながると期待されます。
「魔女の雑草」とも呼ばれているストライガは、サハラより南のアフリカの农地に広く生息しており、重要な穀物に寄生し、甚大な被害を及ぼす根に寄生する雑草の一种です。ソルガム、トウモロコシ、イネなどの植物の根から分泌されたタンパク质のストリゴラクトンを碍础滨2タンパク质が感受して発芽すると考えられています。ストライガには复数の碍础滨2タンパク质が存在し、カリキンまたはストリゴラクトンに対する反応が异なります。
今回、研究グループはストライガの碍础滨2タンパク质の一つである厂丑碍础滨2颈叠がカリキンのみと结合することを明らかにしました。さらに、齿线结晶构造解析法を駆使して厂丑碍础滨2颈叠とカリキンが结合している状态の构造を解明しました。これにより、カリキンのみと结合するための构造が明らかになり、ストライガの碍础滨2タンパク质の多様性を分子レベルで説明することに成功しました。厂丑碍础滨2颈叠はカリキンなどの碍础滨2タンパク质と结合するための结合领域が狭くなっていたため、厂丑碍础滨2颈叠はカリキンよりも分子サイズの大きなストリゴラクトンを受け入れることができなくなり、ストリゴラクトンと结合できないことがわかりました。
今回の研究は、ストライガの多様な碍础滨2タンパク质が植物の発芽を诱导する物质とどのように结合するか、という机构の一端を明らかにしたもので、根寄生雑草の発芽を制御する化合物の开発に役立つことが期待されます。
「私たちは今回、根寄生雑草ストライガの発芽に関わるタンパク质の一つが特定の発芽诱导物と结合する构造基盘を明らかにしました」と田之仓优教授は话します。「この研究成果をきっかけにし、ストライガの発芽を诱导もしくは阻害するような化合物の开発につながることを期待しています」と続けます。
论文情报
, "Structural basis of unique ligand specificity of KAI2-like protein from parasitic weed Striga hermonthica", Scientific Reports Online Edition: 2016/08/10 (Japan time), doi:10.1038/srep31386.
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