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Yucasin is a potent inhibitor of YUCCA, a key enzyme in auxin biosynthesis.
Nishimura, Takeshi; Hayashi, Ken-Ichiro; Suzuki, Hiromi; Gyohda, Atsuko; Takaoka, Chihiro; Sakaguchi, Yusuke; Matsumoto, Sachiko; Kasahara, Hiroyuki; Sakai, Tatsuya; Kato, Jun-Ichi; Kamiya, Yuji; Koshiba, Tomokazu.
Affiliation
  • Nishimura T; Department of Biological Sciences, Tokyo Metropolitan University, Hachioji-shi, Tokyo, 192-0397, Japan.
Plant J ; 77(3): 352-66, 2014 Feb.
Article de En | MEDLINE | ID: mdl-24299123
ABSTRACT
Indole-3-acetic acid (IAA), an auxin plant hormone, is biosynthesized from tryptophan. The indole-3-pyruvic acid (IPyA) pathway, involving the tryptophan aminotransferase TAA1 and YUCCA (YUC) enzymes, was recently found to be a major IAA biosynthetic pathway in Arabidopsis. TAA1 catalyzes the conversion of tryptophan to IPyA, and YUC produces IAA from IPyA. Using a chemical biology approach with maize coleoptiles, we identified 5-(4-chlorophenyl)-4H-1,2,4-triazole-3-thiol (yucasin) as a potent inhibitor of IAA biosynthesis in YUC-expressing coleoptile tips. Enzymatic analysis of recombinant AtYUC1-His suggested that yucasin strongly inhibited YUC1-His activity against the substrate IPyA in a competitive manner. Phenotypic analysis of Arabidopsis YUC1 over-expression lines (35SYUC1) demonstrated that yucasin acts in IAA biosynthesis catalyzed by YUC. In addition, 35SYUC1 seedlings showed resistance to yucasin in terms of root growth. A loss-of-function mutant of TAA1, sav3-2, was hypersensitive to yucasin in terms of root growth and hypocotyl elongation of etiolated seedlings. Yucasin combined with the TAA1 inhibitor l-kynurenine acted additively in Arabidopsis seedlings, producing a phenotype similar to yucasin-treated sav3-2 seedlings, indicating the importance of IAA biosynthesis via the IPyA pathway in root growth and leaf vascular development. The present study showed that yucasin is a potent inhibitor of YUC enzymes that offers an effective tool for analyzing the contribution of IAA biosynthesis via the IPyA pathway to plant development and physiological processes.
Sujet(s)
Protéines d'Arabidopsis/antagonistes et inhibiteurs; Arabidopsis/effets des médicaments et des substances chimiques; Acides indolacétiques/métabolisme; Oxygénases/antagonistes et inhibiteurs; Facteur de croissance végétal/métabolisme; Triazoles/pharmacologie; Zea mays/effets des médicaments et des substances chimiques; Arabidopsis/enzymologie; Arabidopsis/génétique; Arabidopsis/croissance et développement; Protéines d'Arabidopsis/génétique; Voies de biosynthèse; Cotylédon/effets des médicaments et des substances chimiques; Cotylédon/enzymologie; Cotylédon/génétique; Cotylédon/croissance et développement; Relation dose-effet des médicaments; Régulation de l'expression des gènes végétaux; Acides indolacétiques/composition chimique; Indoles/métabolisme; Mutation; Oxygénases/génétique; Phénotype; Facteur de croissance végétal/composition chimique; Feuilles de plante/effets des médicaments et des substances chimiques; Feuilles de plante/enzymologie; Feuilles de plante/génétique; Feuilles de plante/croissance et développement; Racines de plante/effets des médicaments et des substances chimiques; Racines de plante/enzymologie; Racines de plante/génétique; Pousses de plante/effets des médicaments et des substances chimiques; Pousses de plante/enzymologie; Pousses de plante/génétique; Pousses de plante/croissance et développement; Végétaux génétiquement modifiés; Protéines de fusion recombinantes; Plant/effets des médicaments et des substances chimiques; Plant/enzymologie; Plant/génétique; Plant/croissance et développement; Bibliothèques de petites molécules; Triazoles/composition chimique; Tryptophan transaminase/antagonistes et inhibiteurs; Tryptophan transaminase/génétique; Zea mays/enzymologie; Zea mays/génétique; Zea mays/croissance et développement
Mots clés

Texte intégral: 1 Collection: 01-internacional Base de données: MEDLINE Sujet principal: Oxygénases / Facteur de croissance végétal / Triazoles / Arabidopsis / Zea mays / Protéines d'Arabidopsis / Acides indolacétiques Langue: En Journal: Plant J Sujet du journal: BIOLOGIA MOLECULAR / BOTANICA Année: 2014 Type de document: Article Pays d'affiliation: Japon

Texte intégral: 1 Collection: 01-internacional Base de données: MEDLINE Sujet principal: Oxygénases / Facteur de croissance végétal / Triazoles / Arabidopsis / Zea mays / Protéines d'Arabidopsis / Acides indolacétiques Langue: En Journal: Plant J Sujet du journal: BIOLOGIA MOLECULAR / BOTANICA Année: 2014 Type de document: Article Pays d'affiliation: Japon