気孔孔辺細胞における青色光情報伝達と細胞膜H^+-ATPaseの制御機構

气孔保卫细胞蓝光信息转导及质膜H^+-ATP酶的调控机制

• 批准号: 12025225
• 负责人: 島崎 研一郎
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Kyushu 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: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12025225/
• 关键词: フシコクシン; 気孔; 孔辺細胞; 14-3-3タンパク質; 細胞膜H^+-ATPase; 青色光

気孔孔辺細胞はカビ毒フシコクシンを添加されると、細胞膜H^+-ATPaseが非可逆的に活性化され、気孔が開いたままになり、葉の枯死を引き起こす。一方、生理的シグナルである青色光によって細胞膜H^+-ATPaseが活性化される場合その反応は可逆的で、青色光の刺激がなくなると気孔を閉鎖させる。今までの研究から青色光による細胞膜H^+-ATPaseの活性化がリン酸化を介して引き起こされる事が解明されていたが、フシコクシンの作用機構については特にリン酸化の関与を巡って議論がわかれていた。これらの事に関して研究を行い以下の成果を得た。フシコクシンにより細胞膜H^+-ATPaseがリン酸化され、そのリン酸化レベルとH^+-ATPaseの活性が良く一致した。また、リン酸化の部位やアミノ酸は青色光によってリン酸化されるものとほぼ完全に一致した。この事実は細胞膜H^+-ATPaseの活性化機構は青色光とフシコクシンの両者で同一である事を示している。また、フシコクシンによる細胞膜H^+-ATPaseのリン酸化反応はプロテインキナーゼ阻害剤、K-252aにより阻害されなかった。一方、青色光による細胞膜H^+-ATPaseのリン酸化はほぼ完全に阻害された。また、フシコクシン添加の場合、細胞膜H^+-ATPaseのリン酸化反応によって14-3-3タンパク質が結合するが、この結合が不可逆的であった。以上の研究によってフシコクシンの作用はリン酸化の進行は青色光の場合と全く同じであるが、一旦、14-3-3タンパク質が結合するとこの結合が非常に強くて、活性化状態が保たれると考えられる。

The cell membrane H +-ATPase is irreversibly activated, the pore is opened, and the leaf dies. In the case of physiological stimulation, cyan light stimulates the activation of H^+-ATPase in cell membrane, and in the case of reversible stimulation, cyan light stimulates the blocking of H ^+-ATPase in cell membrane. The present study focuses on the activation of H^+-ATPase in cell membrane, the regulation of acidification, and the mechanism of action of H ^+-ATPase. The following results were obtained from the study. The activity of H ^+-ATPase in the cell membrane was well consistent with that in the cell membrane. The acid content of the acid is completely consistent with the acid content of the acid. The activation mechanism of H^+-ATPase in cell membrane is the same as that in cell membrane. The cell membrane H^+-ATPase activity was inhibited by K-252a. A square, cyan light on the cell membrane H^+-ATPase acidification completely blocked In the case of addition of the protein, the binding of the protein to the cell membrane H^+-ATPase is irreversible due to the hydrolysis of the protein 14-3-3. The above research shows that the effect of acid on the development of cyan light is very strong, and the activation state is maintained.

项目成果

Kinoshita,T: "Analysis of the phophorylation level inguard-cell please membrane H^+-ATPase in response to fuoicoccin"Plant & Cell Physiology. 42(in press). (2001)

Kinoshita,T：“分析保卫细胞膜 H^ -ATP 酶响应岩藻红的磷酸化水平”植物