高等植物細胞における分子シャペロンの構造と機能

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RuBisCOのアセンブリーの研究から、クロロプラストのCpn 10 は大腸菌のgroESで機能的に置きかえることができることが知られている。このことから植物細胞の Cpn 10 は大腸菌のgroESに機能的に相補することが期待される。そこで大腸菌のgroES温度感受性突然変異体をシロイヌナズナのcDNAライブラリーで形質転換し、温度感受性を失った組換体を選抜することによって、シロイヌナズナの Cpn 10 に対する cDNAの単離を試みた。42℃で生育可能な組換体からプラスミトを調製し、その cDNA の塩基配列を決定した。cDNAは全長697bpで分子量10kDaのタンパク質をコードするORFを含んでいた。その一次構造は従来報告されている他の Cpn 10 と高い相同性を示した。得られた Cpn 10 cDNA の発現植物の細胞内局在性及び機能を解析するためにヒスチジンのタグをつけた Cpn 10 を大腸菌で発現させ、発現産物を Ni-NTA resin のカラムクロマトグラフィーにより精製した。精製したヒスチジンタグ Cpn 10 に対する抗体を作成し、Cpn 10 の細胞内局在性の解析に用いた。蔗糖密度勾配遠心により各オルガネラを分画し、各分画を immunoblot で解析した結果、Cpn 10 の抗体はミトコンドリアに局在するタンパク質と反応性を示すことが判明した。Southern blot の解析から、この Cpn 10 の遺伝子はシロイヌナズナでは single gene として存在していると考えられる。Northern blot 解析からは、この Cpn 10 が根、茎、葉のどの組織にも発現しているが、特に葉に多量に発現していることが明らかとなった。また、この葉での発現は高温処理により著しく誘導され、典型的な熱ショックタンパク質の挙動を示した。