シンク機能に基づく物質集積

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植物の物質集積機能の分子的基礎を明らかにするため、突然変異株を利用する方向、cDNAまたは遺伝子をクロ-ニングしその構造などを解析する方向、細胞オルガネラの構造と機能を解析する方向の3つの方向で研究した。1.イネを化学変異原物質で処理し、種子の貯臓タンパク質の集積に変異が起きた株やアミロプラスが変形している株を得ることができた。また粒大を支配する遺伝子の一つLKーfは極めて変異しやすいこと、この遺伝子の作用によってもみ殻が大きくなっても物質集積能力は必ずしも大きくならないことがわかった。2.イネ種子の2種のプロティナ-ゼインヒビタ-(オリザインとオリザシスタチンII)と分子マスが16キロダルトンのプロラミン、ジャガイモ塊茎のUDPーグルコ-スピロホスホリラ-ゼと2種のホスホリラ-ゼ、サツマイモ塊根のF_1ATPaseのγサブユニットなどのcDNAをクロ-ニングし、これらタンパク質の一次構造を推定した。そして、他の生物種の対応するタンパク質と対比し、機能との関連や進化について解析した。また、ダイズグリシニンとジャガイモホスホリラ-ゼについては、cDNAを大腸菌や酵母で発現させ、大量にこれらのタンパク質を得て高次構造を調べ、大量集積とタンパク質の構造との関連を解析した。さらに、サツマイモF_1ATPaseのδサブユニット、シロイヌナズナのCF_1のγサブユニット、ヒマの2種のカタラ-ゼサブユニットなどの遺伝子をクロ-ニングし、その構造を明らかにすると共に、これらの遺伝子の発現調節様相を解析した。3.イネ種子の2種のプロティンボディやカボチャ種子のプロティンボディなど物質集積にかかわっている細胞オルガネラの形成について研究し、プロティンボディへのタンパク質輸送のシグナル配列やプロティンボディ膜タンパク質の生合成の構造などを部分的ながら明らかにした。