植物液胞膜水チャネルとプロトンポンプの分子構造と機能調節

植物液泡膜水通道和质子泵的分子结构和功能调控

• 批准号: 07276216
• 负责人: 前島 正義
• 金额: $ 1.6万
• 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-07276216/
• 关键词: 液胞膜; 水チャネル; プロトンポンプ

今年度は、植物液胞膜水チャネルおよび液胞膜H^+-ピロホスファターゼ(H^+-PPase)に焦点をあてた。我々の観察では植物液胞膜には多量の水チャネル類似分子が複数種含まれている。そこで、個々の一次構造を解析し、水チャネルとしての機能を確認すると同時に、発現の量と器官特異性について研究することとした。また、単純構造のエネルギー変換酵素であるH^+-PPaseについては、ヤエナリ酵素の一次構造を決定し、推定される機能ドメインの検討を行った。以下、2つの分子について個別に今年度の成果を述べる。(1)植物液胞膜の水チャネル.液胞膜には23kDaの膜タンパク質(VM23)が複数種存在し、膜タンパク質量の30%を占める。今回ダイコンのVM23のcDNAをクローニングした。複数のクローンのうち、N端アミノ酸配列がVM23と一致するcDNAの塩基配列を決定し、一次構造を推定した。これは253個のアミノ酸で構成され、6つの膜貫通領域が認められた。アラビドプシスの液胞膜水チャネルの配列と90%が一致し、MIPファミリーに共通なNPA配列も存在する。VM23へのDCCDの結合部位と考えられるGlu残基もある。しかし水チャネルの水銀感受性を決定するCys-189に相当するCys残基は存在しない。(2)液胞膜H^+-PPase:植物の液胞膜には単純な構造をもつH^+-PPaseがH^+-ATPaseと共在する。ヤエナリH^+-PPaseのcDNAクローニングにより、766個のアミノ酸で構成され(分子量80,002)、13の膜貫通領域をもつこと、N端側にGluクラスターが存在し、H^+輸送阻害剤DCCDの結合部位、そして基質結合部位と考えられるドメインが確認された。基質結合部位、C末端領域に対する特異的なペプチド抗体は、基質加水分解、PPi依存性H^+輸送のいずれも阻害し、これらの機能上の重要性が確認できた。

This year, the plant hyaloid membrane H^+-PPase We have observed that there are many kinds of similar molecules in plant sap membrane. The first structural analysis of each organ, the confirmation of its function, and the study of its quantity and organ-specificity. H^+-PPase determines the primary structure of the enzyme and estimates its function. The following, 2 molecules, individual achievements of this year, are described. (1)The water of plant cell membrane is generated. A 23kDa membrane protein (VM23) is present in multiple species and accounts for 30% of the membrane protein mass. The cDNA of VM23 in this paper was analyzed. The nucleotide sequence of the cDNA is determined by the nucleotide sequence of VM23 and the nucleotide sequence of VM23 is determined by the nucleotide sequence of VM23 and the nucleotide sequence of VM23 is determined by the nucleotide sequence of VM23. 253 of them are composed of acid, 6 of them are membrane penetration areas. 90% of the cell membrane water molecules in the sample are aligned, and the MIP molecules are aligned with NPA molecules. A Study on the Binding Sites of VM23 and DCCD Cys-189 is the residue responsible for determining mercury susceptibility in aquatic organisms. (2)Hydride H^+-PPase: The pure structure of plant hydride H^+-PPase and H^+-ATPase co-exist. The cDNA sequence of H^+-PPase was identified, 766 amino acids (MW 80,002), 13 membrane-penetrating domains, the presence of Glu ^+-PPase on the N-terminal side, the binding site of H^+ transport inhibitor DCCD, and the matrix binding site were identified. Matrix-binding sites, C-terminal domains, and the functional importance of specific antibodies, matrix hydrolysis, and PPi dependent H^+ transport were identified.

项目成果

Becker,A.: "Purification and immunological comparis on of the tonopplast H^+-pyrophosphatase from cells of Catharanthus roseus and leaves from Mesembry anthemum crystallinum performing C_3-photosynthes is and the obligete CAM-plant Kalancho e daigremontia

Becker，A.：“长春花细胞和进行 C_3-光合作用的 Mesembry anthemum crystallinum 和专性 CAM 植物 Kalancho e daigremontia 的叶子中的液泡膜 H2-焦磷酸酶的纯化和免疫学比较

Maeshima,M.: "Proton pumps of vacuolar membrane in growing plant cell." Journal 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）。

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)。