インドール酢酸を有する有機化合物であり、分子式C 8 H 6 NCH 2 COOH。植物成長ホルモンとして重要な役割を果たすのはモノカルボン酸です。そのため、オーキシンと呼ばれる植物ホルモンのグループに属しています。
3-インドール酢酸およびインドール-3-酢酸とも呼ばれます。それは植物の中で最も重要なオーキシンです。これらは、芽、若い成長する葉、生殖器官などの成長がある部分でこれらで生産されます。
インドール酢酸は成長中の芽に存在します。著者：フリオセザールガルシア。出典：Pixabay。
植物に加えて、いくつかの微生物、特に「成長促進剤」と呼ばれるものもそれを生合成します。一般に、これらの微生物は根圏または植物の根に隣接する領域に見られ、それらの成長と分岐を促進します。
インドール酢酸の生合成はいくつかの方法で発生しますが、特にトリプトファンは植物に存在するアミノ酸です。
慢性腎臓病の人では、高濃度のインドール酢酸の存在が心血管系および認知症に損傷を引き起こす可能性があります。インドール酢酸を生産する真菌やバクテリアを使用して、環境にやさしい方法で植物作物を促進するさまざまな方法が研究されています。
構造
インドール酢酸は、分子構造にベンゼン環があり、それに結合しているのは、3位置に-CH 2 -COOH 基が付いているピロール環です。
3-インドール酢酸分子の構造。機械可読の著者が提供されていません。Ayacopを想定（著作権の主張に基づく）。。出典：ウィキペディアコモンズ。
命名法
-インドール酢酸
-インドール-3-酢酸
-3-インドール酢酸
-インドリル酢酸
-スカトール-ω-カルボン酸
プロパティ
体調
無色から白色の固体フレーク
分子量
175.18 g / mol
融点
168.5ºC
溶解度
冷水に非常にわずかに溶ける：1.5 g / L
エチルアルコール、アセトン、エチルエーテルに可溶。クロロホルムに不溶。
自然の中の場所
インドール酢酸は植物の最も重要な植物ホルモンまたはオーキシンであり、主に植物の成長する場所で生産されます。
種子の発芽、インドール酢酸が介入するプロセス。著者：MarkétaMachová。出典：Pixabay。
植物がインドール酢酸を保存する一般的な方法は、いくつかのアミノ酸、ペプチド、糖に共役または可逆的にリンクされています。
細胞から細胞へ能動的に、または師部の樹液を長距離追跡することにより受動的に輸送することができます。
植物での生産に加えて、いくつかのタイプの微生物もそれを合成します。これらの微生物種には、Azospirillum、Alcaligenes、Acinetobacter、Bacillus、Bradyrhizobium、Erwinia、Flavobacterium、Pseudomonas、およびRhizobiumがあります。
それらと共生するものを含むほとんどの植物刺激細菌および真菌は、インドール酢酸を生成します。これらの微生物は「成長促進剤」であると言われています。
根圏における植物関連細菌または真菌によって生合成されたインドール酢酸は、根の発達に重要な役割を果たします。
植物の枝の根。それらに隣接する領域に存在する細菌および真菌によって生成されるインドール酢酸または根圏がその発生に介入する。オランダ語版ウィキペディアのRasbak。出典：ウィキペディアコモンズ。
しかし、微生物はその生理学的プロセスのためにインドール酢酸を必要としません。
説明は、植物が成長するにつれて、それらは根に輸送される糖、有機酸およびアミノ酸などの多くの水溶性化合物を放出するということです。
このようにして、根圏細菌は、インドール酢酸などの代謝産物の生産に使用される材料の豊富な供給を得て、その後植物によって使用されます。
推測できるように、これは相互扶助のためのパートナーシップの例です。
植物の機能
インドール酢酸は、胚形成から花の発生まで、植物の成長と発生のさまざまな側面に関与しています。
種子の発芽、胚の成長、根の発生と発育、葉の形成と脱落、光屈性、向地性、果実の発育など、多くのプロセスに不可欠です。
インドール酢酸が介在するプロセスである花の成長。著者：ブルーノ・グレッチ。出典：Pixabay。
細胞の伸長と分裂、およびそれらの分化を調節します。
木部と根の成長速度を増加させます。枝、根毛、側根の数を増やすことで根の長さを改善し、周囲からの栄養素の摂取を助けます。
それは根の基底部に蓄積し、これらの重力屈性または地屈性を支持するため、根の湾曲を下向きに開始します。いくつかの種では、それは茎または葉からランダムな根の形成を刺激します。
それは葉が発生する場所に蓄積し、植物上のその場所を制御します。高濃度のインドール酢酸は、シュートの伸長と屈光性を刺激します。葉の拡大と血管の分化を調節します。
成長中の新しい葉、インドール酢酸によって制御されるプロセス。出典：Pixabay。
サイトカイニンと一緒に、それは形成帯の細胞の増殖を刺激します。血管組織の分化に貢献します：木部と師部。茎の直径に影響します。
熟した種子は果実の果皮を囲む部分に蓄積するインドール酢酸を放出します。その場所でインドール酢酸の濃度が低下すると、果実の剥離が発生します。
生合成
インドール酢酸は、芽、根の先端、分裂組織、血管組織、若い成長する葉、終末芽、生殖器官などの活発に分裂している植物器官で生合成されます。
それは、いくつかの相互に関連する経路を介して植物と微生物によって合成されます。トリプトファン（植物に存在するアミノ酸）に依存する経路と、それとは独立した経路があります。
トリプトファンから始まる生合成の一つを以下に示します。
トリプトファンは、酵素アミノトランスフェラーゼを介してアミノ基を失い、インドール-3-ピルビン酸に変換されます。
後者はカルボキシル基を失い、酵素ピルビン酸デカルボキシラーゼのおかげでインドール-3-アセトアルデヒドが形成されます。
最後に、インドール-3-アセトアルデヒドは、アルデヒド-オキシダーゼ酵素によって酸化され、インドール-3-酢酸が得られます。
根圏細菌によるインドール酢酸生合成の形態の1つ。作成者：MarilúStea。
人体の存在
人体のインドール酢酸は、トリプトファン（様々な食品に含まれるアミノ酸）の代謝に由来します。
インドール酢酸は、肝疾患のある患者や慢性腎疾患のある人々で上昇しています。
慢性腎臓病の場合、血清中の高濃度のインドール酢酸は心血管イベントと死亡率と相関しており、それらの重要な予測因子であることが判明しています。
それは、酸化ストレス、炎症、アテローム性動脈硬化症および内皮機能不全の促進剤として作用し、凝血促進効果を有すると推定されている。
血液透析を受けている患者の血清中の高濃度のインドール酢酸は、認知機能の低下とも関連しています。
入手
実験室でそれを入手する方法はいくつかあります。たとえば、インドールから、またはグルタミン酸からです。
農業での潜在的利用
インドール酢酸を使用して作物の生産性を高め、自然環境への影響を最小限に抑え、化学肥料や農薬の環境への影響を回避するための新しい戦略が研究されています。
キノコを使って
特定の研究者は、乾燥した環境から薬用植物に関連するいくつかの内生菌を分離しました。
彼らは、これらの菌類が野生型および変異種子の発芽を支持していることを発見し、特定の分析の結果、そのような菌類によって生合成されたインドール酢酸が有益な効果の原因であると推定されました。
これは、これらの内生菌が生成するインドール酢酸のおかげで、それらの適用は、周辺化された土地で育つ作物に大きな利益を生み出すことができることを意味します。
遺伝子組み換えバクテリアを通して
他の科学者たちは、ある種の根圏細菌によるインドール酢酸の合成に有利な遺伝子操作メカニズムを考案しましたが、これは通常、植物の成長を促進するものではありません。
このメカニズムの実装により、これらの細菌は自己調整的にインドール酢酸を合成しました。そして、これらの根圏細菌をシロイヌナズナの根に接種すると、根の成長が改善されました。
インドール酢酸と共役した化合物による
インドール酢酸とカルベンダジム（殺菌剤）の結合により共役または形成された化合物を合成することが可能であり、マメ科苗の根に接種すると、殺菌特性と植物の成長と発達を促進する効果の両方を示します。この化合物はさらに深く研究する必要があります。
参考文献
- Chandra、S. et al。（2018）。Stevia rebaudiana rhizosphereから分離された細菌による自然酢酸生産の最適化と植物の成長への影響。Journal of Genetic Engineering and Biotechnology 16（2018）581-586。sciencedirect.comから復元。
- 米国国立医学図書館。（2019）。インドール-3-酢酸。pubchem.ncbi.nlm.nih.govから回復しました。
- ローゼンバーグ、E（2017）。人間、動物、植物の健康への微生物の貢献。それはあなたのDNAにあります。sciencedirect.comから復元。
- Le Bris、M.（2017）。成長と発達におけるホルモン。ライフサイエンスのリファレンスモジュール。sciencedirect.comから復元。
- Estelle、M.（2001）植物ホルモン。遺伝学の百科事典。sciencedirect.comから復元。
- Dou、L. et al。（2015）。尿毒症溶質インドール-3酢酸の心臓血管作用 J. Am。Soc。Nephrol。2015 4月; 26（4）：876-887。ncbi.nlm.nih.govから回復。
- カーン、AL等。（2017）。薬用植物からの内生菌と、インドール酢酸を生成し、種子の発芽を改善し、酸化ストレスを緩和する可能性。J Zhejiang Univ Sci B.2017 2月; 18（2）：125-137。ncbi.nlm.nih.govから回復。
- Koul、V. et al。（2014）。細菌におけるインドール酢酸と一酸化窒素の影響範囲。J.基本的な微生物 2014、54、1-11。ncbi.nlm.nih.govから回復。
- リン、Y.-T。他 （2019）。インドール-3酢酸は、血液透析を受けている患者の認知機能障害のリスクを高めました。NeuroToxicology、73巻、2019年7月、85-91ページ sciencedirect.comから復元。
- Zuñiga、A. et al。（2018）。クオラムセンシング信号の下でのインドール酢酸生産のための設計されたデバイスは、Cupriavidus pinatubonensis JMP134が植物の成長を刺激することを可能にします。ACS Synthetic Biology 2018、7、6、1519-1527。pubs.acs.orgから回復。
- ヤン、J。ら （2019）。インドール酢酸カルベンダジムの合成と生物活性およびCylindrocladium parasiticumへの影響 農薬生化学および生理学158（2019）128-134。ncbi.nlm.nih.govから回復。
- Aguilar-Piedras、JJ et al。 （2008）。 Azospirillumにおけるインドール-3-酢酸の生産。 Latinoam Microbiol 2008改訂版; 50（1-2）：29-37。 bashanfoundation.orgから回復しました。