名古屋大学大学院理学研究科の松井 彩 研究員と松林 嘉克 教授らの研究グループは、同大学ITbM分子構造センターおよび同大学遺伝子実験施設との共同研究で、細菌のべん毛を構成する主要タンパク質であるフラジェリンから植物免疫注1）を誘導するペプチド断片を切り出すタンパク質分解酵素（プロテアーゼ）を発見しました。
植物は、フラジェリンをプロテアーゼによって断片化し、生じたペプチド断片を、細菌の存在を示すシグナル分子として認識して免疫反応を開始します。しかし、フラジェリンを断片化し、免疫誘導ペプチドを切り出す植物の酵素はこれまで分かっていませんでした。
本研究では、フラジェリンが植物の酵素によってどのように断片化されるかを明らかにし、さらに、植物のプロテアーゼSBT5.2とSBT1.7が、フラジェリンを断片化して免疫誘導ペプチドを切り出すことを発見しました。これらの結果は、植物が病原細菌を認識するしくみ理解する上での重要な手掛かりとなり、病気に強い植物の作出などの農業的応用につながることも期待されます。
本研究成果は、2024年5月4日付イギリス科学雑誌「Nature Communications」オンライン版に掲載されました。
・植物は、病原細菌のべん毛を構成する主要タンパク質をタンパク質分解酵素によって断片化し、生じたペプチド断片を、細菌の存在を示すシグナル分子として認識して免疫反応を開始する。
・本研究では、植物が細胞外に分泌し、べん毛タンパク質であるフラジェリンから免疫を誘導するペプチド領域を切り出すタンパク質分解酵素を発見した。
・本研究成果は、病気に強い植物の作出につながると期待される。
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注1）植物免疫：
植物は、病原体に固有の分子を植物細胞表面に存在する受容体によって認識すると、気孔の閉鎖、細胞壁の強化、抗菌物質の生成などの一連の防御応答を誘導して病原体から身を守る。べん毛タンパク質フラジェリンのように病原体の生存に必須、かつ様々な病原体において高度に保存された部位を、植物は病原体固有の分子として認識することが多い。
雑誌名：Nature Communications
論文タイトル：Arabidopsis SBT5.2 and SBT1.7 subtilases mediate C-terminal cleavage of flg22 epitope from bacterial flagellin
著者：Sayaka Matsui, Saki Noda, Keiko Kuwata, Mika Nomoto, Yasuomi Tada, Hidefumi Shinohara and Yoshikatsu Matsubayashi
DOI: 10.1038/s41467-024-48108-4
URL: https://www.nature.com/articles/s41467-024-48108-4
