器官形成・細胞成長過程での液胞機能の分子制御機構

器官形成和细胞生长过程中液泡功能的分子控制机制

• 批准号: 07270207
• 负责人: 前島 正義
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Nagoya 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07270207/
• 关键词: 液胞膜; プロトンポンプ; 水チャネル; 細胞伸長

植物器官の成長を、とくに細胞の体積増大をもたらす液胞の発達に注目し、液胞膜酵素を指標に細胞の成長と液胞発達の関係を明らかにすることを研究の目的とした。ヤエナリ実生の胚軸の成長過程を研究対象とし、H^+-ATPaseとH^+-ピロホスファターゼ(H^+-PPase)の遺伝子の発現・蓄積量を解析した。また、細胞成長に関わる水チャネルのクローニングも行い一次構造を明らかにした。今回ヤエナリH^+-PPaseのcDNAをクローニングし一次構造を決めた。H^+-PPaseは766個のアミノ酸で構成され、13の膜貫通領域が確認され、H^+輸送阻害剤DCCDの結合部位、基質PPi結合部位と考えられるドメインが存在した。今回調製した基質結合部位に対応するペプチド抗体は、基質加水分解とPPi依存性H^+輸送を阻害し、この部位の触媒機能上の重要性が確認できた。なお、タンパク質、cDNAいずれにおいてもH^+-PPaseは1種類のみ検出され、胚軸にアイソフォームは存在しないと判断される。次に、発芽3日めのヤエナリ胚軸を分裂域、伸長域、成熟域に分け、RNAを単離し、cDNAをプローブとしてPPaseのmRNAを定量した。総RNAあたりでは分裂域、伸長域でmRNA量が多く、成熟域には少ない。5日めの胚軸ではさらに少なかった。成長により細胞が大きくなるので、DNA当たりの量を細胞当たりのmRNAとして比較したところ、伸長域が多く、5日めの成熟域はその5%であった。液胞膜H^+-ATPaseの触媒サブユニットでも同様の傾向が見られた。このことは、2つのH^+ポンプが、細胞伸長に先立ち分裂直後に大量に発現し、成熟が進むと発現量が抑制されることを示し、液胞膜H^+ポンプが細胞成長に大きく関わっていることを支持している。また、今年度ダイコンVM23のcDNAをクローニングした。253個のアミノ酸で構成され、Arabidopsisの水チャネル(γ-TIP)の配列と90%が一致し、MIPファミリーに共通なNPAVT配列も存在した。このほか、ヤエナリ胚軸の50kDの糖タンパク質が分裂域ではなく成熟域に特異的に蓄積することも見いだした。

Plant organs grow の を, と く の に cell volume raised large を も た ら す vacuole の 発 に attention し, vacuole membrane enzyme を index に cells grow の と vacuole 発 da の masato を and Ming ら か に す る こ と purpose の を study と し た. ヤ エ ナ リ be born の hypocotyl の を growing research like と seaborne し, H ^ + - ATPase と H ^ + - ピ ロ ホ ス フ ァ タ ー ゼ (H ^ + - PPase) の heritage 伝 son の 発 now, volume を parsing し た. ま た, cell growth, に masato わ る water チ ャ ネ ル の ク ロ ー ニ ン グ も line い a tectonic を Ming ら か に し た. This time, ヤエナリH^+-PPase cDNAを <s:1> ロ ヤエナリ ニ ニ ニ グ グ を is used to construct を decision めた in one go. 766 H ^ + - PPase は の ア ミ ノ acid で constitute さ れ, 13 の transmembrane domain が confirm さ れ, H ^ + transport resistance against tonic DCCD の combining parts and PPi matrix combining parts と exam え ら れ る ド メ イ ン が exist し た. Today back to modulation し た matrix combining site に 応 seaborne す る ペ プ チ は ド antibody, hydrolytic decomposition matrix と PPi dependence H ^ + transport を resistance against し, こ の parts の の importance on catalytic function が confirm で き た. な お, タ ン パ ク qualitative, cDNA い ず れ に お い て も H ^ + - PPase は 1 species の み 検 out さ れ, hypocotyl に ア イ ソ フ ォ ー ム は exist し な い と judgment さ れ る. に, 発 shoots 3 め の ヤ エ ナ リ hypocotyl を division, elongation domains, mature domain に け, RNA を 単 し, cDNA を プ ロ ー ブ と し て PPase の mRNA を quantitative し た. Youdaoplaceholder0 RNAあた あた で で the amount of でmRNA in the あた fission domain and elongation domain is が more than く, while that in the mature domain is に more than な 総. On the 5th, め the embryo axis で さらに さらに is less な な った った. Cells grow に よ り が big き く な る の で, DNA when た り の を cells when た り の mRNA と し て compare し た と こ ろ, elongation domain が く, 5 め の mature domain は そ の 5% で あ っ た. The H^+-ATPase <s:1> catalyst of the liquid cell membrane サブユニットで サブユニットで similar <s:1> tendency が is seen in られた. こ の こ と は, 2 つ の H ^ + ポ ン プ が, cell elongation に set ち split straight before に large に 発 し, mature が into む と 発 now quantity が inhibit さ れ る こ と を し, vacuole membrane H ^ + ポ ン プ が cells grow big に き く masato わ っ て い る こ と を support し て い る. Youdaoplaceholder0, this year ダ コ コ コ VM23 <s:1> cDNAを ロ ロ ニ ニ グ グ た た た 253 の ア ミ ノ acid で constitute さ れ, Arabidopsis の water チ ャ ネ ル (gamma - TIP) の match column と 90% が consistent し, MIP フ ァ ミ リ ー に common な NPAVT match column も exist し た. こ の ほ か, ヤ エ ナ リ hypocotyl の 50 kd の sugar タ ン パ ク qualitative が split domain で は な く に mature domain specific に accumulation す る こ と も see い だ し た.

项目成果

Maeshima,M.: "Proton pumps of vacuolar membrane in growing plant cell." Jounal of Plant Research. 109. 119-125 (1996)

Maeshima,M.：“生长植物细胞中液泡膜的质子泵。”

Robinson,D.G.: "Immunological detection of tonoplast polypeptides in the plasma membrane of pea cotyledons." Planta. (印刷中). (1996)

Robinson, D.G.：“豌豆子叶质膜中的液泡膜多肽的免疫学检测”（出版中）。

Becker,A.: "Purificatin and immunological comparis on of the tonopplast H^+-pyrophosphatase from cells of Catharanthus roseus and leaves from Mes embry anthemum cry stallinum performing C_3-photosynthes is and the obligate CAM-plant Kalancho e daigremonti

Becker，A.：“来自进行 C_3-光合作用的长春花细胞和来自 Mes embryanthemum crystalinum 的叶子的液泡膜 H^-焦磷酸酶的纯化和免疫学比较以及专性 CAM 植物 Kalancho e daigremonti

Odaira,M.: "Properties of the N-linked glycoproteins associated with nuclear envelope of mung bean hypocotyl." Plant and Cell Physiology. 36. 945-953 (1995)

Odaira,M.：“与绿豆下胚轴核膜相关的 N 连接糖蛋白的特性。”

前島 正義: "細胞質膜と液胞膜の物質輸送機能" 細胞工学別冊「植物の分子生物学」. 3. 86-98 (1995)

Masayoshi Maejima：“细胞质和液泡膜的物质运输功能”细胞工程特刊“植物分子生物学”3. 86-98 (1995)。