植物液胞膜の2種プロトンポンプの分子構造と細胞生物学的特性

植物液泡膜中两种质子泵的分子结构和细胞生物学特性

• 批准号: 05259201
• 负责人: 前島 正義
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05259201/
• 关键词: 液胞膜; エネルギー変換酵素; アデノシントリホスファターゼ; プロトンポンプ; 水分子チャンネル

植物液胞膜には種々の選択的物質輸送系が存在し、物質集積、細胞質イオン濃度の調節などの液胞機能を支えている。本研究はとくに液胞膜のH^+-ATPaseとH^+-輸送性ピロホスファターゼ(H^+-PPase)の2種プロトンポンプおよび水分子チャネルと考えられるタンパク質に焦点を当て個々の分子の解析をすすめ、生理的変動についても分析した。1 精製したH^+-PPase(73kD)をリポソームに再構成し、73kDタンパク質のみで無機ピロリン酸に依存したH^+輸送能を示すことが立証できた。このことは一次構造中に基質分解部位とH^+輸送に関与する部位が存在することからも支持される。H^+-PPaseは緑色植物共通の酵素であることも明らかにした。2 液胞膜ATPaseの触煤サブユニット(68kD)のcDNAから推定される一次構造は他の植物、動物、微生物の対応するサブユニットと類似性が高いこと、また数種の植物から液胞膜ATPaseを精製し比較したところ、共通するサブユニットと、種特異的なものがあることが明らかになった。3 液胞膜に高疎水性タンパク質(23kD,VM23)を見いだし、部分アミノ酸配列および抗体反応性から、VM23が水分子チャンネルとして知られるタンパク質と同種であることを明らかにした。VM23は植物種により分子種が異なり、シャジクモなど一部の種はVM23を欠いていた。VM23の有無はH^+-ATPase、H^+-PPaseの機能に直接的な影響を持たないことを確認した。これらの知見をVM23の生理機能解明の手掛かりとしたい。4 液胞型H^+-ATPaseとH^+-PPase、VM23は種子タンパク質顆粒の膜にも存在することを、酵素活性と免疫ブロット、免疫電子顕微鏡観察により明らかにした。これらのタンパク質は乾燥種子にはほとんど存在せず、発芽過程で誘導合成される。これらの新知見はタンパク質顆粒の液胞化を分子レベルで示すものであり、発芽種子は液胞膜物質輸送系の誘導局在化機構、生理的応答の仕組を理解するモデル実験系であると考えられる。

Plant vacuole membrane に は kind 々 の sentaku material conveying system exist が し, material of product, the cytoplasm イ オ ン concentration の adjust な ど の function of vacuole を branch え て い る. This study は と く に vacuole membrane の H ^ + - ATPase と H ^ + - conveying sex ピ ロ ホ ス フ ァ タ ー ゼ (H ^ + - PPase) two プ の ロ ト ン ポ ン プ お よ び water molecules チ ャ ネ ル と exam え ら れ る タ ン パ ク qualitative に focus を when て 々 の molecular の を す す め, physiological variations of dynamic に つ い て も analysis し た. 1 refined し た H ^ + - PPase (73 kd) を リ ポ ソ ー ム に し, 73 kd タ ン パ ク qualitative の み で inorganic ピ ロ リ ン acid に dependent し た H ^ + delivery to を shown す こ と が testification で き た. こ の こ と は に matrix decomposition in a construction site と H ^ + transport に masato and す が る parts exist す る こ と か ら も support さ れ る. H^+-PPase と is a common enzyme in green plants, である と と ら に た た. 2 Touch the coal liquid membrane ATPase の サ ブ ユ ニ ッ ト (68 kd) の cDNA か ら presumption さ れ る a tectonic は he の plant, animal, microbial の 応 seaborne す る サ ブ ユ ニ ッ ト と similarity が high い こ と, ま た several の plant か ら vacuole membrane ATPase を refined し compare し た と こ ろ, common す る サ ブ ユ ニ ッ ト と, a kind of specific な Youdaoplaceholder0 がある がある とが Ming ら になった になった. 3 vacuole membrane に high 疎 タ ン パ ク mass (23 kd, VM23) を see い だ し, partial ア ミ ノ acid with column お よ び antibodies against 応 sex か ら, VM23 が water molecules チ ャ ン ネ ル と し て know ら れ る タ ン パ ク qualitative と same で あ る こ と を Ming ら か に し た. The plant species of VM23 によ is a subspecies of が that is different from な <e:1>, and a part of シャジ シャジ モな モな <e:1> <s:1> species of <s:1> VM23を is in arrears with て て た た た. VM23 の presence of は H + ATPase, H ^ + ^ PPase の function に な directly affect を hold た な い こ と を confirm し た. Youdaoplaceholder6 れら <s:1> view をVM23 <s:1> explanation of physiological functions <s:1> bracelet た と た れら. Type 4 vacuole H ^ + - ATPase と H ^ + - PPase, VM23 は seed タ ン パ ク mass particles の membrane に も exist す る こ と を, enzyme activity と immune ブ ロ ッ ト, immune electron 顕 micromirror 観 examine に よ り Ming ら か に し た. The <s:1> れら タ パ パ パ パ パ パ <s:1> ほとん ほとん <e:1> <e:1> せず is induced by せず and the germination process で induces synthesis される. こ れ ら の knowledge see は タ ン パ ク mass particles の vacuole change を molecular レ ベ ル で す indicated も の で あ り, 発 bud seed は vacuole membrane material conveying system の induced in the body, the physiological 応 answer の blackstone group を understand す る モ デ ル be 験 department で あ る と exam え ら れ る.

项目成果

前島正義: "種子発芽期における細胞オルガネラの構築と変換" 植物細胞工学. 5. 158-164 (1993)

Masayoshi Maejima：“种子萌发过程中细胞器的构建和转化”植物细胞工程，5. 158-164 (1993)。

Maeshima,M.: "Distribution of vacuolar H^+-pyrophosphatase and a membrane integral protein in a variety of green plants." Plant Cell Physiology. 35. 323-328 (1994)

Maeshima,M.：“液泡H^-焦磷酸酶和膜整合蛋白在多种绿色植物中的分布。”

Tanaka,Y.: "Molecular cloning of cDNA for vacuolar membrane proton-translacating inorganic pyrophosphatase in Hordeum vulgare." Biochemistry and Biophysics Research Communications. 190. 1110-1114 (1993)

Tanaka,Y.：“大麦液泡膜质子翻译无机焦磷酸酶 cDNA 的分子克隆。”

Kasai,M.: "Effect of in vivo treatment with abscisic acid and/or cytokinin on activities of vacuolar H^+ pumps of to noplast-enriched membrane vesicles prepared from barleyroots." Plant Cell Physiology. 34. 1107-1115 (1993)

Kasai,M.：“用脱落酸和/或细胞分裂素进行体内处理对从大麦根制备的富含 noplast 的膜囊泡的液泡 H 泵活性的影响。”

Odaira,M.: "Characterization of proteins of nuclear envelopes from mung bean hypocotyls." Plant Cell Physiology. 35. 283-290 (1994)

Odaira,M.：“绿豆下胚轴核膜蛋白质的表征。”