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: 08262209
• 负责人: 前島 正義
• 金额: $ 1.54万
• 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: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08262209/
• 关键词: 器官特異性; 液胞膜; 水チャネル; カルシウムイオン膜輸送

本重点領域研究「植物器官プラン」に関連し、植物液胞膜の物質輸送システムの中で、特に水チャネル、およびCa^<2+>能動輸送系の機能、構造を明らかにした。高純度の液胞膜を多量に得ることのできるダイコンを材料とし、水チャネル類分子VM23のcDNAを解析した。γ-VM23(253アミノ酸)とδ-VM23(248アミノ酸)のcDNAを得て解析した。2つのmRNAをツメガエル卵に注入して水チャネル機能を測定し、2つが水チャネル機能を持つことを明らかにした(共同研究:生理学研究所岡田泰伸教授、森島繁博士)。すなわち、2つのmRNAの卵への注入により水透過率が著しく上昇した。γとδ-VM23は、いずれも水チャネルファミリー固有のAsn-Pro-Alaモチーフをもち、両者の一次構造の60%が一致した。器官別の発現をみると、γ-VM23は根、茎、葉で発現していたが、δ-VM23のmRNAは根には検出できなかった。植物の地上・地下部で水チャネルの発現調節が異なる可能性がある。さらに、ダイコンの細胞質膜水チャネルもcDNAを得た。細胞質膜分子(PAQ1)はアミノ酸286個からなり、液胞型よりもN端側部分が30数残基長い。液胞のγ-、δ-VM23とは38%のアミノ酸が一致するのみであった。細胞質膜水チャネルは多量には存在せず、生理的な変動も著しいと推定される。植物細胞の主要な細胞内Ca^<2+>プールは液胞である。ヤエナリ液胞膜には、液胞へのCa^<2+>能動輸送装置としてCa^<2+>-ATPaseとCa^<2+>/H^+対向輸送体の2つがあることを示し、酵素学的性質を明らかにした。液胞膜Ca^<2+>-ATPaseはATPのみを基質とし低Ca^<2+>条件で高い活性を発揮する。一方、Ca^<2+>/H^+対向輸送体は10μM以上で高い活性を示す。生理的な細胞質Ca^<2+>濃度を考慮すると、Ca^<2+>-ATPaseが主要なCa^<2+>輸送体として機能し、対向輸送体は細胞質Ca2+を1μM以下に維持する役割を担っていると考えられる。

This field focuses on the study of the relationship between plant organs and the substance transport system of plant cell membranes, especially the function and structure of water and Ca^<2+> kinetic transport system. High purity of the membrane of the cell was obtained in large quantities. The cDNA of VM23 was analyzed. cDNA analysis of γ-VM23 (253 amino acid) and δ-VM23 (248 amino acid) was performed. 2. Measurement of the function of mRNA injection and reproduction; 2. Determination of the function of reproduction and reproduction (Joint research: Professor Yasumu Okada and Dr. Shigeru Morishima, Institute of Physiology). The water transmission rate increased due to the injection of mRNA. 60% of the primary structures of γ δ-VM23 are consistent with each other. The expression of γ-VM23 mRNA in roots, stems and leaves was detected in different organs, and δ-VM23 mRNA in roots was detected in different organs. The possibility of different regulation of water production in aboveground and underground parts of plants is discussed. The cDNA of the plasma membrane of the cell was obtained. The plasma membrane molecule (PAQ1) has 286 amino acid residues and 30 residue residues in length. The γ-and δ-VM23 in the cell was 38% of the total acid. The plasma membrane of the cell is very rich, and physiological changes are expected. The main intracellular Ca^<2+> in plant cells The two mechanisms of the Ca^<2+> active transport device at the edge of the vacuole membrane and the Ca^<2 +>-ATPase and the Ca^<2+>/H^+ counter transport body are revealed, and the nature of enzymology is clearly understood. Cell membrane Ca^<2+>-ATPase activity increases under low Ca^<2+> conditions. A square, Ca^<2+>/H^+ transport system is more than 10μM high activity is shown. Physiological cytoplasmic Ca^<2+> concentration is considered, Ca^<2+>-ATPase is the main Ca^<2+> transporter and functions, and the opposite transporter maintains cytoplasmic Ca ^<2+> below 1μM.

项目成果

前島正義: "直物細胞における液胞機能のダイナミクス" 遺伝. 50. 45-49 (1996)

Masayoshi Maejima：“直接细胞中液泡功能的动力学”遗传学 50. 45-49 (1996)。

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。”

Matsumoto,H.: "Response of the plant root to aluminium stress : analysis of the inhibiton of the root elongation and changes in membrane function." Journal of Plant Research. 109. 99-105 (1996)

Matsumoto,H.：“植物根部对铝胁迫的响应：根伸长抑制和膜功能变化的分析。”

Higuchi,T.: "Complete nucleotide sequence of a cDNA for an intrinsic protein in vacular membranes from radish (Raphanus sativus) roots (PGR96-045)" Plant Physiology. 111. 947 (1996)

Higuchi,T.：“萝卜（Raphanus sativus）根的血管膜内含蛋白的 cDNA 的完整核苷酸序列（PGR96-045）”植物生理学。

Robinson, D. G.: "Immunological detection of tonoplast polypeptides in the plasmamembrane of pea cotyledons." Planta. 198. 95-103 (1996)

Robinson, D. G.：“豌豆子叶质膜中液泡膜多肽的免疫学检测。”