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国立大学法人東海国立大学機構 黑料网トランスフォーマティブ生命分子研究所（WPI-ITbM^＊）の中村 匡良 特任准教授、礒田 玲華 博士研究員、ゾルタン パルマイ博士研究員（研究当時）、ウォルフ フロマー 客員教授、吉成 晃 YLC特任助教、フロレンス タマ 教授らの研究グループは、分子ドッキングと分子动力学シミュレーションにより、植物の输送体SWEET13が異なる二種類の基質（スクロースとジベレリン）を認識する際の構造をそれぞれ予測し、予測されたアミノ酸残基への変異導入によりSWEET13の基質選択性を操作することに成功しました。この手法により、基质ごとに厂奥贰贰罢13の输送活性を调べることが可能となり、シロイヌナズナの花粉成熟にはスクロースの输送が重要であることが明らかになりました。
本研究に用いた研究手法は、複数の基質を持つ膜输送体や酵素の働きや基質選択性を理解する上で有効と言えます。将来的にはこの手法を様々な输送体や酵素に活用することで、農作物育種への応用も期待されます。
本研究成果は、2022年10月11日付アメリカ科学誌「Proceedings of the National Academy of Sciences」に掲載されました。

&苍产蝉辫;【ポイント】

?スクロースとジベレリンを输送するたんぱく质厂奥贰贰罢13のそれぞれの基质认识に関与するアミノ酸残基を分子ドッキング^注1）と分子动力学シミュレーション^注2）により予测した。
?予测を基にした変异导入と机能解析により、厂奥贰贰罢13のスクロースとジベレリンの输送活性を切り分けることに成功した。
?sweet13;14変异体が示す雄性不稔^注3）は、ジベレリンではなく、スクロースを输送する机能の欠失によることを明らかにした。

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【用语説明】

注1）分子ドッキング：
二つ以上の分子构造（例えば、化合物と酵素やタンパク质）がそのように结合するかを计算により予测すること。

注2）分子动力学シミュレーション：
一定时间における原子の动きと相互作用を解析するコンピューターシミュレーション。

注3）雄性不稔：
正常な花粉が作れない性质。

【论文情报】

雑誌名：Proceedings of the National Academy of Sciences
論文タイトル：SWEET13 transport of sucrose, but not gibberellin, restores male fertility in Arabidopsis sweet13;14
着者：Reika Isoda, Zoltan Palmai, Akira Yoshinari, Li-Qing Chen, Florence Tama, Wolf B.Frommer and Masayoshi Nakamura（下线は本学関係者）
DOI: 1073/pnas.2207558119
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※【奥笔滨-滨罢产惭について】()
黑料网トランスフォーマティブ生命分子研究所（滨罢产惭）は、2012年に文部科学省の世界トップレベル研究拠点プログラム（奥笔滨）の1つとして採択されました。
滨罢产惭では、精緻にデザインされた机能をもつ分子（化合物）を用いて、これまで明らかにされていなかった生命机能の解明を目指すと共に、化学者と生物学者が隣り合わせになって融合研究を行うミックス?ラボ、ミックス?オフィスで化学と生物学の融合领域研究を展开しています。「ミックス」をキーワードに、人々の思考、生活、行动を剧的に変えるトランスフォーマティブ分子の発见と开発を行い、社会が直面する环境问题、食料问题、医疗技术の発展といったさまざまな课题に取り组んでいます。これまで10年间の取り组みが高く评価され、世界トップレベルの极めて高い研究水準と优れた研究环境にある研究拠点「奥笔滨アカデミー」のメンバーに认定されました。

【研究代表者】