光合成炭素代謝の統御に関与するプロテインキナーゼの探索とシグナル伝達の分子機構

寻找参与光合碳代谢控制的蛋白激酶及信号转导的分子机制

• 批准号: 11151217
• 负责人: 泉井 桂
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11151217/
• 关键词: トウモロコシ; 環境ストレス応答; リン酸化ペプチド抗体; C4光合成; カルシウム依存性プロテインキシナーゼ; プロテインキシナーゼ; シグナル伝達; ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ

C4光合成の律速酵素であるホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(PEPC)をとりあげ、1)本酵素の可逆的リン酸化による活性調節の動態の解明、2)このリン酸化に関与するプロテインキナーゼ(PK)の同定とこれに連なるシグナル伝達機構の解明および、3)本酵素遺伝子の発現調節すなわち、転写やmRNAの安定性などの段階における調節機構の解明を目指す。今年度はトウモロコシを材料として1)種々の条件下、すなわち、概日リズム、CO_2濃度、N源の供給量、湿度、低温などがリン酸化に及ぼす影響を調べた。リン酸化PEPCとのみ特異的に反応する抗体を開発したのでこれによる解析を行った。光のみならず、PEPCから生成する代謝産物による補償的フィードバック制御機構の存在が示唆された。2)PEPC-PKの高度精製標品をもちいて、本酵素がチオレドキシン(Trx)を介するRedox制御を受けることを示唆する知見を得た。これは細胞質のPKでTrxによる制御としてははじめてのものである。3)PEPCのリン酸化の促進にはCa^<2+>が必要であることが細胞レベルで示唆されているので、植物特有のCa^<2+>依存性PK(CDPK)に注目してきた。とくに低温で誘導される分子種については、イネを用いて過剰発現形質転換株を作出したところ、顕著に低温および塩ストレス耐性が高まった。4)PEPCのmRNAの安定性が明条件下で高く、暗条件下で低いことをみいだしているが、今回、明暗で活性の変動するRNase分子種を見い出した。

C4 Photosynthetic Rhythmic Enzyme (PEPC): 1) Dynamic Interpretation of Activity Regulation of Reversible Acidification of this Enzyme; 2) Interpretation of Activity Regulation of Reversible Acidification of this Enzyme; 3) Expression Regulation of Expression of this Enzyme The regulation mechanism of mRNA stability in different stages was studied. This year, the influence of temperature, acidity and humidity on the temperature and temperature of carbon dioxide, nitrogen source supply, temperature and temperature were adjusted under different conditions. The protein was detected by ELISA. The presence of a regulatory mechanism to compensate for the presence of metabolites produced by light and PEPC 2)PEPC-PK highly refined standard, the enzyme for the conversion of the protein (Trx) to the control of the protein. This is the first time I've ever seen you. 3) Ca ^<2 +>-dependent PK(CDPK), which is unique to plants, is essential for the acidification of PEPC. The molecular species induced by low temperature are resistant to high temperature and high resistance to low temperature. 4) The stability of PEPC mRNA varied from high to low under light and dark conditions, and RNase molecular species were found to be active under light and dark conditions.

项目成果

Y. Saijo: "Overexpression of a single Ca2+-dependent protein kinase confers both cold-and salt/drought-tolerance on rice plant"(発売予定).

Y. Saijo：“单一 Ca2+ 依赖性蛋白激酶的过度表达赋予水稻植物耐冷和耐盐/干旱的能力”（待发布）。

Y. Ueno: "Immunological analysis of the phosphorylation state of maize C4-form phoshoenolpyruvate carboxylase with specific antibodies raised against a synthetic phsophorylated peptide"Plant J.. 21・1. 17-26 (2000)

Y. Ueno：“用针对合成磷酸化肽的特异性抗体对玉米 C4 型磷酸烯醇丙酮酸羧化酶的磷酸化状态进行免疫学分析”Plant J.. 21・1 (2000)。

K. Kurotani: "Light-regulated expression of the Gene for C4-form phosphoenolpyruvate carboxylase in maize : Destabilization of mRNA by okadaic acid"Plant Cell Physiol.. 40・4. 423-430 (1999)

K. Kurotani：“玉米中C4型磷酸烯醇丙酮酸羧化酶基因的光调节表达：冈田酸对mRNA的不稳定”《植物细胞生理学》40・4（1999）。