植物時計コアサーキットのダイナミクスの解析

植物时钟核心电路的动态分析

基本信息

批准号：
22H02255
负责人：
中道範人
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

我々の発見した植物の時計周期延長化合物BML-259は、サイクリン依存性キナーゼC(CDKC;1およびCDKC;2)のリン酸化活性を阻害する。CDKCは基本転写因子RNA Polymerase IIのC末端リピートをリン酸化し、転写活性を制御している。BML-259の処理は、時計関連遺伝子を含む多くの遺伝子の発現を抑圧する。このBML-259の構造活性相関研究から、より活性の強い低分子化合物TT369を見出した。しかし、以前報告した動物のCDKを用いた結合モデル(Uehara et al., Plant Cell Physiol., 2022)では、TT369の強い活性の理由を説明できなかった。そこで、新たにシロイナズナのCDKC;2の構造をホモロジーモデリングで構築し、TT369やBML-259との結合を統計的に検討することとした。その結果、TT369はBML-259よりも、安定的にCDKC;2に結合することが示唆された(Saito, Maeda, Takahara et al., Plant Cell Physiol., 2022)。時計関連転写因子のPRR7の安定性に影響を与える低分子化合物を見出している。また植物体内でPRR7に相互作用するタンパク質を複数同定することができた。In silico解析から、低分子化合物はPRR7タンパクに結合する可能性は極めて低いと示唆された。植物の時計を調節する、もしくは影響を与える低分子化合物や、その化合物の作用機序についての総説を発表した(Nakamichi et al., New Phytologist, 2022)。時計関連遺伝子の変異が、穀物の栽培地域の拡大に貢献したという知見を取りまとめた総説を発表した（Maeda and Nakamichi, Plant Physiology, 2022）。

我们发现的植物时钟周期增强化合物BML-259抑制了细胞周期蛋白依赖性激酶C的磷酸化活性（CDKC; 1和CDKC; 2）。 CDKC磷酸化基本转录因子RNA聚合酶II的C末次重复序列并调节转录活性。 BML-259的处理抑制了许多基因的表达，包括时钟相关基因。对BML-259的结构活性关系的这项研究表明，低分子化合物TT369。然而，先前在动物中使用CDK的结合模型（Uehara等人，植物细胞生理学，2022年）没有解释TT369的强大活性的原因。因此，我们决定通过同源性建模构建拟南芥2的结构，并统计检查与TT369和BML-259的结合。结果表明，TT369与CDKC结合；比BML-259更稳定（Saito，Maeda，Takahashi等人，植物细胞生理学，2022年）。我们发现了影响时钟相关转录因子PRR7的稳定性的小分子化合物。此外，在植物中发现了与PRR7相互作用的多种蛋白质。在计算机分析中表明，与PRR7蛋白结合的小分子化合物的可能性极低。对调节或影响植物时钟和这些化合物作用机理的小分子化合物的综述（Nakamichi等人，新植物学家，2022年）。一项审查汇总了以下发现，即时钟相关基因的突变导致了谷物培养区域的扩展（Maeda和Nakamichi，植物生理学，2022年）。