天然植物毒素コロナチンの気孔開口作用解明を目指した植物孔辺細胞のIn vivoラマンイメージング

<p>序論</p><p>　植物病原菌Pseudomonas syringaeから単離構造決定されたコロナチン (+)-1は、非アミノ酸部のコロナファシン酸 (+)-2と、アミノ酸部のコロナミン酸 (+)-3からなる植物毒素である¹⁾ 。コロナチン (+)-1は、植物ホルモンであるジャスモン酸 (–)-4にイソロイシンが縮合した、7-epi-ジャスモノイルイソロイシン (+)-5のミミックであり、ジャスモン酸 (–)-4による傷害応答シグナル伝達と同様の生理活性がある²⁾。さらに、コロナチン (+)-1は、ジャスモン酸 (–)-4 にはない植物の気孔を開口させる生理作用がある³⁾ 。近年では、コロナチン(+)-1の気孔開口作用は、病原菌が感染する際の感染経路を確保するために必要であると考えられており^4）、植物病理学の観点からも大きな注目が集まっている。しかし、その詳しい作用機構は未だに解明されていない。そこで著者らは、コロナチン(+)-1 の気孔を開口させる作用メカニズムの解明を目指し研究を行った。</p><p>Figure 1. コロナチン関連化合物とジャスモン酸の構造</p><p>コロナチンの既知受容体と気孔開口作用の関連性</p><p>　コロナチン(+)-1は、植物生体内で7-epi-ジャスモノイルイソロイシン (+)-5のミミックとして、その既知受容体であるCOI1-JAZ複合体を介して様々な生理活性を示す^5）。著者らは、コロナチン(+)-1の気孔開口作用もCOI1-JAZ複合体を介した現象であるかを検証することにした。まず、コロナチンの構造異性体を3種類合成し (Figure 2A)、各種異性体の気孔開口活性(Figure 2B)⁶⁾とYeast Two Hybrid法によるCOI1-JAZ複合体形成能を比較した。その結果、コロナチン(+)-1は気孔開口活性とCOI1-JAZ複合体形成能を共に示した。また、COI1-JAZ受容体の制御下にあるジャスモン酸応答性遺伝子AOSの発現量もコロナチン投与によって増加した。しかし、興味深いことに、非アミノ酸部が天然型構造を持つ構造異性体 (+)-6 では、COI1-JAZ複合体を形成せず、AOS発現誘導がないにも関わらず、気孔開口活性を示した (論文未発表)。さらに、COI1タンパク質を遺伝学的に欠損した遺伝子変異植物体 (coi1-16s) を用いてコロナチン(+)-1の気孔開口活性試験を行ったところ、野生株と同様に気孔開口作用を誘導した（論文未発表）。これらの結果から、コロナチン(+)-1の気孔開口作用は既知受容体COI1-JAZ複合体とは異なる未知の受容体を介したものであることが示唆された。</p><p>Figure 2. A,コロナチン異性体の構造; B, セイヨウアサガオの気孔開口活性試験（n = 80, Error bar: SEM, Dash line: control）</p><p>蛍光基を導入したコロナチンプローブの開発</p><p>　続いて、孔辺細胞におけるコロナチン(+)-1の作用部位の解明するために、蛍光基を導入したコロナチンプローブの合成を行った。初めに、コロナミン酸エチル基末端にアジド基を導入し、コロナチン(+)-1と同程度の気孔開口活性を有するClick Chemistry型プローブ(+)-7を開発した⁷⁾。さらに、[3+2] Huisgen 付加環化反応により蛍光基を導入したコロナチンプローブ 8を合成したが、その気孔開口活性は著しく減少した。これは、合成したプローブの分子サイズが、元となるコロナチン(+)-1に比べ極端に大き</p><p>(View PDFfor the rest of the abstract.)</p>