細胞壁タンパク質の選別回収機構解明を目指した比較ゲノム的アプローチ

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植物細胞は常時多量のタンパク質や糖質、フェニールプロパノイドなどを細胞外、すなわち細胞壁中に分泌し、細胞壁を構築・再編しながら形熊形成、生体防御、細胞間の情報や物質の輸送など、多岐に亘る機能を処理している。分泌される高分子類は、恒久的に細胞壁中に残留するもの(構造タンパク質やセルロースなど)と,役割を終えた後、細胞壁中より速やかに姿を消すもの(酵素などの機能分子)とに大別される。後者は細胞壁中の何らかの選別・回収システムを介して、細胞内に戻され、再利用されている筈であるがその過程についての実証的知見は殆どなく、細胞の外で分子を識別し、選択的に細胞内へ回収するシステムの存在はいまだ植物においてはその存在すら知られていない。本研究ではこの点に着目し、細胞壁動態に関する知見の蓄積したシロイヌナズナのゲノム情報を活用しながら、雑多な細胞壁構成タンパク質の中より細胞壁タンパク質の選別回収の標的となるタンパク質の特定とタンパク質選別回収の分子機構の解明を目指した研究を計画して解析を進めた。すなわち、プロトプラストから細胞壁が再生される過程、並びに、根からカルスを誘導する過程で変動する細胞壁タンパク質の動態をプロテオームの手法で解析し、上記の細胞壁再編過程で、細胞壁中での修飾状態が異なるタンパク質種を多数同定した。これらのタンパク質の中には、タンパク質分解酵素を含めた、タンパク質を基質とする酵素が多数含まれていた。