気孔孔辺細胞におけるアブシジン酸に応答した蛋白質リン酸化反応の解析

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植物ホルモン・アブシジン酸に応答した気孔閉鎖のシグナル伝達を解明することを目的として、孔辺細胞プロトプラストにおける蛋白質リン酸化反応について解析を行い、ソラマメ孔辺細胞プロトプラストにおいて、61kDa蛋白質がアブシジン酸処理により14-3-3蛋白質と結合し、この反応が61kDa蛋白質のリン酸化に依存していることを見出した。さらに、詳細な解析を行ったところ、この反応は、孔辺細胞特異的な反応であり、さらに、61kDa蛋白質は、すでにアブシジン酸に応答した気孔閉鎖に関与することが知られているAAPK(アブシジン酸活性化プロテインキナーゼ)により直接リン酸化されていることが示唆された。以上の結果は、61kDa蛋白質がAAPKの下流で、気孔閉鎖において重要な役割を担っていることを示している。また、同様な実験をモデル植物シロイヌナズナの孔辺細胞プロトプラストを用いて行ったところ、53kDaの蛋白質が、アブシジン酸処理により14-3-3蛋白質と結合することを見出し、この蛋白質がソラマメ孔辺細胞の61kDa蛋白質のオーソログである可能性が考えられた。さらに、アブシジン酸非感受性変異体abi1-1においては、アブシジン酸に依存した14-3-3蛋白質の53kDa蛋白質への結合が見られず、このリン酸化反応が、気孔閉鎖において重要な役割を果たしていることが明らかとなった。この研究と並行して、^<32>Pラベルしたソラマメ孔辺細胞を用いたアブシジン酸に応答したリン酸化レベルの変動する蛋白質の網羅的探索を行い、可溶性の55,50,47,19,15kDaの蛋白質、膜画分の100,85kDaの蛋白質がアブシジン酸処理後、10分以内にリン酸化されることを初めて見出した。