顕花植物は擬似酵素を使ってインドールを形成する(Flowering plants use a pseudoenzyme to form indole)

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2025-06-26 マックス・プランク研究所

マックス・プランク化学生態学研究所の研究により、被子植物が「TSB-like」という疑似酵素を使い、インドールを合成する新たなメカニズムが解明された。TSB-likeは触媒活性を持たないが、TSA酵素と複合体を形成し、インドールの選択的生成を促す。インドールは虫害応答や花の香気に関与し、環境ストレス下でこの仕組みが活性化される。本機構は多くの植物種に共通し、進化的にも独自に発達したと考えられる。

<関連情報>

擬似酵素が双子葉植物におけるインドール生合成を可能にする A pseudoenzyme enables indole biosynthesis in eudicot plants

Matilde Florean,Hedwig Schultz,Veit Grabe,Katrin Luck,Grit Kunert,Sarah E. O’Connor & Tobias G. Köllner
Nature Chemical Biology  Published:25 June 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41589-025-01943-y

顕花植物は擬似酵素を使ってインドールを形成する(Flowering plants use a pseudoenzyme to form indole)

Abstract

Indole is an important biomolecule in plants, essential for amino acid biosynthesis, defense, pollinator attraction and plant–plant communication. Its biosynthesis is reported to be catalyzed by standalone indole-3-glycerol phosphate lyases, which are, however, absent in core eudicots. Here we show that, in core eudicots, indole production for defense and signaling occurs through an alternative pathway. The tryptophan synthase α subunit (TSA), which is typically complexed with the β subunit (TSB) to synthesize tryptophan through indole as an intermediate, can be hijacked by a noncatalytic paralog of TSB (TSB-like) to produce free indole. TSB-like is a pseudoenzyme that evolved from TSB by mutagenesis of two key essential residues, retaining the ability to allosterically activate TSA to allow formation and release of indole. The widespread occurrence and expression pattern of TSB-like genes in plants suggest that this is a general mechanism for the formation of free indole in plant defense and communication.

生物化学工学
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