植物の細胞膜ミクロドメインにおけるカルシウムメッセンジャーシステムの解明

阐明植物细胞膜微区中的钙信使系统

• 批准号: 09740586
• 负责人: 竹澤 大輔
• 金额: $ 0.32万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09740586/
• 关键词: 細胞膜; カルシウム; プロテインキナーゼ

本研究においては、植物細胞膜のミクロドメインにおいて、カルシウム依存的に起こるタンパク質の構造変化をカルシウム依存性プロテインキナーゼの役割に着目して研究を行ってきた。アブシジン酸は、植物細胞において一時的なカルシウム濃度の上昇を引き起こすことが知られている。小麦培養細胞をアブシジン酸処理することにより誘導される細胞膜タンパク質WPM-1は、その遺伝子構造の解析から4つの膜貫通ドメインを持ち、強い塩基性を持つ親水性ドメインにArg-Xaa-Xaa-Serというカルシウム・カルモジュリン依存性キナーゼ基質のコンセンサス配列を持つ。すなわち、細胞膜タンパク質WPM-1は、アブシジン酸が引き起こす細胞膜周辺の一時的なカルシウム濃度の上昇によってリン酸化されることが示唆される。これを確かめるためにWPM-1の細胞質ドメインのみをグルタチオンSトランスフェラーゼの融合タンパク質として大腸菌で発現、精製した。この融合タンパク質は小麦培養細胞から調製したカルシウム依存性プロテインキナーゼにより強くリン酸化されることがわかった。このリン酸化はカルシウムキレーターであるEGTAにより著しく阻害される。また、WPM-1mRNAは、通常の細胞での発現はきわめて少ないが、細胞をアブシジン酸処理すると一時間以内に発現が顕著に誘導される。この誘導もまた、EGTAにより抑制された。WPM-1の生理学的役割を明らかにするために、WPM-1遺伝子をCaMV35Sプロモーター下流に連結してシロイヌナズナに導入した。これら植物はノーザン解析の結果、WPM-1遺伝子の構成的発現が確認され、今後、生理学的解析に用いられる予定である。また、カルシウム依存性プロテインキナーゼにより修飾される細胞膜タンパク質をさらに同定するため、小麦の発現ライブラリーを用いてリン酸化スクリーニングをおこなった。現在までに、カルシウム依存性プロテインキナーゼによりリン酸化される遺伝子を50クローン以上を得てヌクレオチド配列を解析中である。これらクローンのなかには比較的疎水性の高い、膜貫通ドメインを持つと思われる新規のタンパク質をコードするクローンも含まれる。これらタンパク質の細胞膜との相互作用を密度勾配超遠心膜分画及び免疫組織学的手法により明らかにしていく予定である。

This study is aimed at studying the mechanism of plant cell membrane structure transformation and its dependence. The increase in the concentration of acid in plant cells is due to the increase in temperature. Wheat cultured cells were treated with acid to induce cell membrane protein WPM-1, and the structure of the protein was analyzed. The membrane penetration factor was determined by enzyme analysis. The basic factor was determined by enzyme analysis. The hydrophilic factor was determined by enzyme analysis. The substrate was determined by enzyme analysis. WPM-1 is a membrane protein that causes a rise in the concentration of WPM-1 at the periphery of the cell membrane. WPM-1 is produced and refined by the fusion of WPM-1 and Escherichia coli. The fusion protein was isolated from cultured wheat cells and its dependence on protein was investigated. This is the first time that we've seen this. WPM-1mRNA is normally expressed in cells and induced within a period of time after treatment. This is an induction, EGTA, inhibition. WPM-1 gene is introduced into CaMV35S downstream link. The results of plant response analysis, the discovery of WPM-1 gene composition were confirmed, and future physiological analysis was used to determine the future. In addition, the development of wheat depends on the quality of the cell membrane, and the development of wheat depends on the quality of the cell membrane. Now, if you want to get more than 50 copies of the list, you can choose the list of dependencies. The water quality of the film is relatively high, and the film penetration is relatively high. The interaction between plasma and cell membrane is closely matched with ultra-distant cardiac membrane analysis and immunohistochemical methods.

项目成果

Ramachandiran,S.: "Functional domains of plant chimeric calcium/calmodulin-dependent protein kinase-Regulation by autoinhibitory and visinin-like domains" Journal of Biochemistry. 121. 984-990 (1997)

Ramachandiran，S.：“植物嵌合钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶的功能域-通过自抑制和维西宁样域进行调节”生物化学杂志。

Koike,M.: "Accumulation of 19-kDa plasma membrane polypetide during induction of freezing tolerance in wheat suspension-cultured cells." Plant and Cell Physiology. 38. 707-716 (1997)

Koike,M.：“小麦悬浮培养细胞诱导冷冻耐受性期间 19-kDa 质膜多肽的积累。”

Poovaiah,B.W.: "Calcium-mediated signaling in plants : Calmodulin and Ca-2+/calmodulin-dependent protein kinase." Journal of Plant Biology. 40. 190-197 (1997)

Poovaiah,B.W.：“植物中钙介导的信号传导：钙调蛋白和 Ca-2/钙调蛋白依赖性蛋白激酶。”