NPK1キナーゼとキネシン様蛋白質及び微小管による植物細胞の増殖制御の研究

我々は昨年度までに、プロテインキナーゼNPK1は構造的にも機能的にもMAPKKK様のプロテインキナーゼであること、その活性化因子であるNACKはキネシン様蛋白質であること、NACKとNPK1を共存させるとNPK1の活性は10倍以上上昇することを明らかにしてきた。多くのキネシン様蛋白質は、微小管上を動くモータータンパク質としての性質を保持しており、細胞内の小胞輸送や細胞分裂時の染色分配などに機能していると考えられてる。本年度は、以下のことを明かにした。(1)NACKにより活性化されたNPK1は、自分自身とNACKをリン酸化する。(2)NPK1とNACKは、タバコ細胞の細胞周期のM期に見かけ上の分子量が高分子側にずれる。このずれは両タンパク質のリン酸化による。(3)酵母を利用してNPK1の下流に位置すると期待されるタンパク質のcDNAを単離したところ、MAPKK様のアミノ酸配列をコードしうることがわかった。NPK1は、in vitroでこのタンパク質をリン酸化した。(4)NACKはフラグモプラスト微小管に局在した。以上の結果から、NPK1キナーゼは細胞分裂のM期にNACKにより活性化され、NPK1自身、NACK、NQK1の3つタンパク質をリン酸化し、M期の何らかの機能、おそらく細胞分裂のなんらかの過程を制御していると考えられる。また、NQK1の発見により、植物においては、NPK1(MAPKKK)-NQK1(MAPKK)が関与するMAPキナーゼカスケードがM期を制御している可能性が一層高くなった。このようなカスケードは、植物以外ではまだ知られていない。今後は、NPK1の優性機能欠損変異体を細胞に導入して、細胞分裂におけるNPK1の役割を調査する計画である。

我々は昨年度までに、プロテインキナーゼNPK1は構造的にも機能的にもMAPKKK様のプロテインキナーゼであること、その活性化因子であるNACKはキネシン様蛋白質であること、NACKとNPK1を共存させるとNPK1の活性は10倍以上上昇することを明らかにしてきた。多くのキネシン様蛋白質は、微小管上を動くモータータンパク質としての性質を保持しており、細胞内の小胞輸送や細胞分裂時の染色分配などに機能していると考えられてる。本年度は、以下のことを明かにした。(1)NACKにより活性化されたNPK1は、自分自身とNACKをリン酸化する。(2)NPK1とNACKは、タバコ細胞の細胞周期のM期に見かけ上の分子量が高分子側にずれる。このずれは両タンパク質のリン酸化による。(3)酵母を利用してNPK1の下流に位置すると期待されるタンパク質のcDNAを単離したところ、MAPKK様のアミノ酸配列をコードしうることがわかった。NPK1は、in vitroでこのタンパク質をリン酸化した。(4)NACKはフラグモプラスト微小管に局在した。以上の結果から、NPK1キナーゼは細胞分裂のM期にNACKにより活性化され、NPK1自身、NACK、NQK1の3つタンパク質をリン酸化し、M期の何らかの機能、おそらく細胞分裂のなんらかの過程を制御していると考えられる。また、NQK1の発見により、植物においては、NPK1(MAPKKK)-NQK1(MAPKK)が関与するMAPキナーゼカスケードがM期を制御している可能性が一層高くなった。このようなカスケードは、植物以外ではまだ知られていない。今後は、NPK1の優性機能欠損変異体を細胞に導入して、細胞分裂におけるNPK1の役割を調査する計画である。