植物細胞の液胞および液胞内小胞における二次代謝産物の集積機構

液胞は、植物特有の生命活動の維持に重要な機能を持つオルガネラであり、二次代謝物の主要な集積部位としても重要な機能を担っている。本研究では、アントシアニン色素の液胞への集積機構を明らかにすることを目的とし、その集積に関係すると考えられる液胞内タンパク質およびアントシアニンを高濃度に含む液胞内小胞(アントシアノプラスト)の形成機構について検討を行い、以下の知見を得た。1.アントシアニン生成、集積に関連して発現する液胞内タンパク質(25KD)の存在が明らかになった。このタンパク質は、以下特徴を持つ。(1)液胞の主要なタンパク質として存在する。(2)光照射によりアントシアニン生成を誘導した細胞でのみで確認され、暗所では発現せず、アントシアニン生成もみられない。(3)2,4ーD(最終濃度1mg/1)添加により、アントシアニン生成が抑制されるが、このタンパク質の発現も顕著に抑制される。(4)アントシアニン非生産性サツマイモ培養細胞株では、このタンパク質は発現しない。(5)サツマイモ塊根組織の貯蔵タンパク質のスポラミン(分子量約25KD)とは異なる。アントシアニンは細胞質で生合成されるので、このタンパク質は、アントシアニン液胞内への輸送、あるいは集積に関与している可能性が示唆される。現在、このタンパク質の機能、液胞内での存在部位および発現様式を調べるため、アミノ酸配列の決定、cDNA、特異抗体の調製を行っている。2.アントシアノプラストは、アントシアニンの集積に関係していることが明らかになった。電子顕微鏡観察等によりアントシアノプラストは、液胞内に輸送されたアントシアニンが、液胞内の化合物(例えばタンパク質)に吸着され、コロイド状の構造物を形成したものと考えられる。アントシアノプラストが形成されることにより、液胞内の可溶化したアントシアニンの濃度が高くなるのが抑えられ、最終的に液胞のアントシアニン集積能を高めていると思われる。

液胞は、植物特有の生命活動の維持に重要な機能を持つオルガネラであり、二次代謝物の主要な集積部位としても重要な機能を担っている。本研究では、アントシアニン色素の液胞への集積機構を明らかにすることを目的とし、その集積に関係すると考えられる液胞内タンパク質およびアントシアニンを高濃度に含む液胞内小胞(アントシアノプラスト)の形成機構について検討を行い、以下の知見を得た。1.アントシアニン生成、集積に関連して発現する液胞内タンパク質(25KD)の存在が明らかになった。このタンパク質は、以下特徴を持つ。(1)液胞の主要なタンパク質として存在する。(2)光照射によりアントシアニン生成を誘導した細胞でのみで確認され、暗所では発現せず、アントシアニン生成もみられない。(3)2,4ーD(最終濃度1mg/1)添加により、アントシアニン生成が抑制されるが、このタンパク質の発現も顕著に抑制される。(4)アントシアニン非生産性サツマイモ培養細胞株では、このタンパク質は発現しない。(5)サツマイモ塊根組織の貯蔵タンパク質のスポラミン(分子量約25KD)とは異なる。アントシアニンは細胞質で生合成されるので、このタンパク質は、アントシアニン液胞内への輸送、あるいは集積に関与している可能性が示唆される。現在、このタンパク質の機能、液胞内での存在部位および発現様式を調べるため、アミノ酸配列の決定、cDNA、特異抗体の調製を行っている。2.アントシアノプラストは、アントシアニンの集積に関係していることが明らかになった。電子顕微鏡観察等によりアントシアノプラストは、液胞内に輸送されたアントシアニンが、液胞内の化合物(例えばタンパク質)に吸着され、コロイド状の構造物を形成したものと考えられる。アントシアノプラストが形成されることにより、液胞内の可溶化したアントシアニンの濃度が高くなるのが抑えられ、最終的に液胞のアントシアニン集積能を高めていると思われる。