高等植物原形質膜G蛋白質の構造,機能と器官特異性の解析

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1.イネG-タンパク質複合体のαサブユニットに対するcDNA(RGA1)を単離し塩基配列を決定した。このcDNAは380アミノ酸残基からなるOpen reading frameを有し、基質であるGTPの結合部位のアミノ酸配列は、高等植物のみならず高等動物を含めて高度に保存されていた。一方、レセプターと相互作用すると想定されているC末端領域は、アラビドプシスαサブユニット(GPA1)およびトマトαサブユニット(TGA1)とも異なっており、高等植物間においても相違が見られた。RGA1に対するmRNAは、根、黄色葉、緑葉に少量、蓄積しており、恒常的に発現している分子種に1つと考えられた。Southern hybridizationより、RGA1に関連する遺伝子数は、1から多く見積もっても数個以内であることが示された。これは、動物のG蛋白質αサブユニットが20種類前後の多数の遺伝子族から構成される点と比較して興味深い知見であった。本実験結果は、高等植物には高等動物ほどのG蛋白質関連の情報伝達系が存在しないか、あるいは、異なったシグナルを共通のG蛋白質が集約するか等に関しての問題点を提起した。2.イネを材料に、暗所下で育てた黄色葉と2週間光を照射した緑葉から、おのおのplasma membraneを調製し、〔^<35>S〕GTPγSの結合実験、Western blottingを行った。a.競合実験:両膜画分とも、〔^<35>S〕GTPγSの結合は、非放射性GTPγSで阻害され、ATPでは、阻害されなかった。これは、特異的にGTPγSと結合する酵素蛋白質が存在することを示した。b.Scatchard解析:両膜画分とも、複数種の親和性の異なるGTPγS結合能を有する酵素蛋白質が存在することが示された。