C4光合成回路に関与するリンゴ酸輸送体の同定と機能特性の解析

参与 C4 光合作用循环的苹果酸转运蛋白的鉴定和功能表征

• 批准号: 12740434
• 负责人: 谷口 光隆
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Nagoya 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: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12740434/
• 关键词: C4光合成; 葉緑体; リンゴ酸; 輸送体; トウモロコシ; シロイヌナズナ; ジカルボン酸; 分化; C_4光合成

本研究は,NADP-マリックエンザイム型C_4植物の葉肉細胞と維管束鞘細胞の葉縁体内包膜においてC_4光合成中間代謝産物であるリンゴ酸の輸送を行っている膜タンパク質を同定し,その機能特性を比較することを目的としている.本年度の研究により,以下のような成果が得られた.(1)リンゴ酸輸送体の候補となる3種のトウモロコシcDNAがコードする膜タンパク質を酵母で発現させ,リポソームヘの再構成を用いて輸送特性の解析を行った.その結果,これらのタンパク質は2-オキソグルタル酸/リンゴ酸輸送体あるいはジカルボン酸輸送体と推定されるような基質特異性を持つ輸送能を示した.また,オキサロ酢酸も効率よく輸送した.これらの遺伝子は,細胞特異的に光応答性の発現誘導を示すことから,C_4光合成回路に関与している可能性が高いと推察された.(2)シロイヌナズナからも上記のトウモロコシリンゴ酸輸送体のホモログ遺伝子を同定している.再構成系を用いた組み換えタンパク質の取り込み活性測定により,これらのシロイヌナズナ膜タンパク質がトウモロコシと同様に,オキサロ酢酸に対して高い親和性をもつことを見出した.そのKm値は,単離葉緑体でのオキサロ酢酸取り込み時のKm値に近いものであった.したがって,2-オキソグルタル酸/リンゴ酸輸送体およびジカルボン酸輸送体がオキサロ酢酸輸送体としても機能しうると結論付けた.(3)上記のリンゴ酸輸送体の生理機能を明らかにするため,シロイヌナズナタグラインのスクリーニングを行った.その結果,各リンゴ酸輸送体遺伝子の破壊株をそれぞれ複数種単離することができ,現在その表現型を解析中である.

In this study, the membrane quality of mesophyll cells, vascular sheath cells and leaf envelopes of NADP-1-type C_4 plants was determined, and their functional characteristics were compared. This year's research, the following results were obtained. (1)Three kinds of acid transporter candidates were analyzed for their transport properties. As a result, the matrix specificity of the acid transporter was estimated to be 2-fold higher than that of the acid transporter. A: No, I don't. It is highly probable that the C_4 photosynthetic circuit is involved in the induction of cell-specific photoresponse. (2)The acid transporter's molecular structure is identical to that of the acid transporter. In addition, the composition system was used to determine the activity of the membrane in the medium composition, and the high affinity of the membrane was determined. The Km value is close to the chloroplast. 2-D, 2-D, 3-D, 4-D, 4- (3)The physiological function of the acid transporter is described above. As a result, the phenotype of each acid transporter gene was analyzed.

项目成果

Sentoku,N.,Taniguchi,M.,Sugiyama,T.,Ishimaru,K.,Ohsugi,R.,Takaiwa,F.and Toki,S.: "Analysis of the transgenic tobacco plants expressing Panicum miliaceum aspartate aminotransferase genes."Plant Cell Report. 19. 598-603 (2000)

Sentoku,N.、Taniguchi,M.、Sugiyama,T.、Ishimaru,K.、Ohsugi,R.、Takaiwa,F. 和 Toki,S.：“表达黍天冬氨酸转氨酶基因的转基因烟草植物的分析”。

Kawasaki, M., Matsuda, T., Miyake, H., Taniguchi, M., Nitta, Y.: "Morphological studies on the mobilization of reserves in Japanese yam(Dioscorea Japonica Thunb.) seed tuber and eddo (Colocasia esculenta Schott var. antiguorum Hubbard & Rehder) seed corm

Kawasaki, M.、Matsuda, T.、Miyake, H.、Taniguchi, M.、Nitta, Y.：“日本山药 (Dioscorea Japonica Thunb.) 种子块茎和 eddo (Colocasia esculenta Schott) 储备动员的形态学研究

Takei, K., Sakakibara, H., Taniguchi, M., Sugiyama, T.: "Nitrogen-dependent accumulation of cytokinins in root and the translocation to leaf : Implication of cytokinin species that induces gene expression of maize response regulator"Plant & Cell Physiolog

Takei, K.、Sakakibara, H.、Taniguchi, M.、Sugiyama, T.：“根部细胞分裂素的氮依赖性积累和向叶的易位：细胞分裂素种类对诱导玉米反应调节因子基因表达的影响”植物

Taniguchi,M.,Izawa,K.,Ku,M.S.B.,Lin,J.-H.,Saito,H.,Ishida,Y.,Ohta,S.,Komari,T.,Matsuoka,M. and Sugiyama,T.: "Binding of cell type-specific nuclear proteins to the 5'-flanking region of maize C_4 phosphoenolpyruvate carboxylase gene confers its differentia

谷口，M.，井泽，K.，久，M.S.B.，林，J.-H.，齐藤，H.，石田，Y.，太田，S.，小玛丽，T.，松冈，M.

Nomura,M.,Sentoku,N.,Nishimura,A.,Lin,J.-H.,Honda,C.,Taniguchi,M.,Ishida,Y.,Ohta,S.,Komari,T.,Miyao-Tokutomi,M.,Kano-Murakami,Y.,Tajima,S.,Ku,M.S.B.and Matsuoka,M.: "The evolution of C_4 plants : acquisition of cis-regulatory sequences in the promoter of

野村M.、仙德N.、西村A.、林J.-H.、本田C.、谷口M.、石田Y.、太田S.、小玛丽T.、宫尾-