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Understanding the mechanisms for activation of sugar transporters in plant immunity

了解植物免疫中糖转运蛋白的激活机制

基本信息

批准号：
20K05831
负责人：
木村幸恵
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Ritsumeikan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

植物に感染した病原菌は，植物細胞内の糖を細胞外へ排出させ栄養源として利用する．その一方で，植物は細胞外の糖を細胞内へ回収することでそれを阻止すると考えられている．この糖の争奪戦には植物の細胞膜に局在する糖トランスポーターが関与することが知られているが，その糖輸送活性の制御機構については不明な点が多く残されている．本研究は，植物の免疫応答に重要な糖トランスポーターの新奇活性制御因子を同定し，その活性制御機構を明らかにすることを目的とした．まずガスクロマトグラフ質量分析を用いて，植物体の糖含有量を定量化した結果，糖トランスポーターの制御候補因子である細胞膜局在受容体様キナーゼが，そのキナーゼ活性を介して，細胞内の糖恒常性維持に関与していることが明らかになった．さらにその受容体様キナーゼの欠損変異体を，異なる濃度の糖含有培地で生育した結果，糖トランスポーター欠損変異体と同様の表現型を示した．次に糖トランスポーターと受容体様キナーゼとのタンパク質間相互作用解析を行った．先行研究から免疫応答への関与が報告されている8種の糖トランスポーターと１種の受容体様キナーゼの細胞質領域にタグをつけた融合タンパク質をそれぞれ大腸菌から精製し，in vitro pull downを行なった．その結果，8種の中で6種の糖トランスポーターが受容体様キナーゼとin vitroで直接相互作用することが明らかになった．次に，受容体様キナーゼによる糖トランスポーターのタンパク質リン酸化を調べるためにin vitro kinase assayを行なった．その結果，受容体様キナーゼは相互作用する糖トランスポーターをin vitroでリン酸化することが示唆された．これらの結果から，この受容体様キナーゼが糖トランスポーターのリン酸化を介して，糖輸送制御に関与する可能性が示唆された．

Plant infection by pathogenic bacteria, plant cells and extracellular sugar excretion, nutrient source and utilization. The plant has an extracellular sugar and an intracellular sugar. The competition for sugar in plant cell membrane is related to the sugar transport activity and the mechanism of sugar transport control is unknown. This study aims to identify novel activity control factors that are important for plant immune response, and to clarify the activity control mechanism. As a result of quantitative analysis of sugar content in plants, candidate factors for sugar regulation are found in cell membranes, which are involved in the maintenance of sugar homeostasis in cells. In addition, the content of sugar in different concentrations is different from that in different concentrations, and the phenotype of sugar is different from that in different concentrations. The analysis of mass-to-mass interaction between sugar and receptor. 8 kinds of sugar and 1 kind of receptor in the cytoplasmic domain were studied in advance, and the fusion protein was purified in vitro pull down. The results showed that 6 of 8 kinds of sugar were directly interacted with each other in vitro. Next, the receptor is in the process of acidification. The result is that the receptor interacts with each other. The results showed that the receptor concentration was higher than that of the control group, and the possibility of sugar transport regulation was also demonstrated.