生化学と分析生化学

概要

表面プラズモン共鳴に基づく植物の発達と関連プロセスの理解における最近の進歩

プラチ・ジェイン、ダーラ・アローラ、サティシュ・C・バトラ

1990 年代初頭に導入されて以来、SPR は、タンパク質-DNA、タンパク質-タンパク質、タンパク質-炭水化物、タンパク質-RNA、タンパク質-脂質の相互作用など、幅広い生体分子相互作用の特異性、親和性、リアルタイムの速度論を研究するための強力な研究ツールとなっています。表面プラズモン共鳴 (SPR) は、植物の発達のさまざまな側面に伴う分子相互作用のメカニズムに関する重要な情報を提供してきました。さまざまなレクチンの構造と機能の関係は、そのモノマーの四次配列に依存します。SPR を技術として使用した植物ホルモン研究では、新しい発見がなされています。その結果、シロイヌナズナで新しいサリチル酸結合タンパク質 (SABP) が特定されました。これらには、α-ケトグルタル酸デヒドロゲナーゼ E2 サブユニット、グルタチオン S トランスフェラーゼ、オリゴペプチダーゼ TOP2 と TOP1、および GAPDH タンパク質ファミリーのメンバーが含まれます。ビオチン標識DELLAペプチドをセンサーチップ上に固定化し、分析物としてAtGID1a [シロイヌナズナジベレリン酸（GA）受容体] を使用することで、GA4がDELLAとGID1の結合を最大限に高めることが観察されました。分子インプリント単分子膜（MIM）で装飾されたSPR検出法は、IAA、1H-インドール-3-酪酸（IBA）、カイネチン（KT）などの類似の植物ホルモンを、サブピコモル範囲の検出限界で正確に区別します。コロナチン非感受性-1（COI1）は、SPRを使用してジャスモン酸受容体として機能することが示されています。植物毒素であるリシンは、SPRバイオセンサーを使用して、最小致死量（200 ng.ml-1）の2,500分の1の濃度で検出されました。 SPR を使用したウイルスタンパク質 (VirE1 および VirE2) と ssDNA のリアルタイム結合速度論的研究により、それらの結合は基質によって強く影響され、ポリ A および dsDNA ではなくポリ T 配列で起こることが示されました。キュウリ壊死トンブスウイルス (CNV) のレプリカーゼタンパク質 (p93) と宿主タンパク質 Hsp 70 (分子シャペロン) との相互作用により、ウイルスレプリカーゼの組み立てにおける Hsp90 の潜在的な役割が明らかになりました。植物化学物質の小規模ライブラリからの SPR 分析により、エラジタンニン ゲラニインが Hsp90 (多くの腫瘍性タンパク質の安定剤) の最も強力な阻害剤の 1 つであることが示されました。SPR 技術の将来の応用は、植物の発達と関連プロセスの分子的理解に多大な情報を提供するものと思われます。