青色光受容体フォトトロピンのリン酸化反応を介した情報伝達機構の解明

阐明蓝光受体向光素磷酸化反应介导的信息传递机制

• 批准号: 06J09625
• 负责人: 井上 晋一郎
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J09625/
• 关键词: 青色光; 光受容体; リン酸化反応; 気孔

フォトトロピンは植物特有の青色光受容体で、シロイヌナズナにおいて光屈性、葉緑体運動、気孔開口等の青色光応答を制御する。青色光を受容して活性化したフォトトロピンは、自身のキナーゼドメインにより自分自身をリン酸化する「自己リン酸化」を示す。ところが、シロイヌナズナのフォトトロピンの自己リン酸化部位は全く同定されておらず、自己リン酸化の生理学的意味も不明であった。本研究では、質量分析等によりシロイヌナズナphot1の生体内の自己リン酸化部位を8箇所同定した。同定したリン酸化部位は、これまでにムギのphot1で明生体内の自己リン酸化部位を8箇所同定した。同定したリン酸化部位は、これまでにムギのphot1で明らかにされていたN末端領域とHingel領域以外に、キナーゼドメインとC末端領域でも見つかった。これらの部位のリン酸化の機能を明らかにするため、リン酸化されるSerとThrをリン酸化されないAlaに置換し、phot1phot2二重変異株に導入した。このような変異phot1を発現する植物において、青色光応答が正常に誘導されるかどうか調べた。8箇所のリン酸化部位の中で、キナーゼドメインのアクティベーションループに位置する851番目のSerのリン酸化のみが生理応答の誘導に必要であった。このSerは、青色光に依存して速やかに自己リン酸化され、暗黒下で脱リン酸化された。以上の結果から、青色光に依存したphot1の自己リン酸化が下流への情報伝達に必須であることを示した。この研究の成果は、フォトトロピンの発見につながった「自己リン酸化」反応の生理学的意味を解明できたことと、フォトトロピン分子の活性化メカニズムの理解にも重要な情報を提示したことである。

フ ォ ト ト ロ ピ ン は plants endemic の cyan light let body で, シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ に お い て light bends, motion, 気 hole opening of chloroplast の cyan light 応 answer を suppression す る. Cyan light を by let し て activeness し た フ ォ ト ト ロ ピ ン は, の キ ナ ー ゼ ド メ イ ン に よ り you own を リ ン acidification す る "own リ ン acidification" を す. と こ ろ が, シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ の フ ォ ト ト ロ ピ ン の himself リ ン acidification parts は く all be さ れ て お ら ず, リ ン acidification of の physiology も unknown で あ っ た. In this study, で で, quality analysis, etc. によ によ シロ シロ ヌナズナ ヌナズナphot1 を eight sites of <s:1> self-リ <s:1> acidification in the human body を were identified as た. The eight sites of <s:1> たリ <s:1> acidification site <e:1>, <s:1> れまでにムギ <s:1> phot1で in mingsheng 's body <s:1> his own リ <s:1> acidification site を were determined to be <s:1> た. With fixed し た リ ン acidification parts は, こ れ ま で に ム ギ の phot1 で Ming ら か に さ れ て い た N terminal areas と Hingel areas outside に, キ ナ ー ゼ ド メ イ ン と C terminal areas で も see つ か っ た. こ れ ら の parts の リ ン acidification function of の を Ming ら か に す る た め, リ ン acidification さ れ る Ser と Thr を リ ン acidification さ れ な い Ala に replacement し, phot1phot2 double - different strains に import し た. こ の よ う な - different phot1 を 発 now す る plant に お い て, cyan light 応 answer が normal に induced さ れ る か ど う か adjustable べ た. Eight is の リ ン の で, acidification parts キ ナ ー ゼ ド メ イ ン の ア ク テ ィ ベ ー シ ョ ン ル ー プ に position す る 851's mesh の Ser の リ ン acidification の み が physiological 応 answer の induced に necessary で あ っ た. こ の Ser は, cyan light に dependent し て speed や か に himself リ ン acidification さ れ, under the dark black で リ ン acidification さ れ た. の above results か ら, cyan light に dependent し た phot1 の himself リ ン acidification が obscene へ の intelligence 伝 must reach に で あ る こ と を shown し た. の こ の research は, フ ォ ト ト ロ ピ ン の 発 see に つ な が っ た "own リ ン acidification" anti 応 の physiology of を interpret で き た こ と と, フ ォ ト ト ロ ピ ン molecular の activeness メ カ ニ ズ ム の understand に も important な intelligence を prompt し た こ と で あ る.

项目成果

青色光受容体フォトトロピンの自己リン酸化部位の同定とその機能解析

蓝光受体向光素自磷酸化位点的鉴定及其功能分析

• 发表时间: 2008
• 作者: 井上 晋一郎;他3名
• 通讯作者: 他3名

Leaf positioning of Arabidopsis in response to blue light

• DOI: 10.1093/mp/ssm001
• 发表时间: 2008-01-01
• 期刊: MOLECULAR PLANT
• 影响因子: 27.5
• 作者: Inoue, Shin-ichiro;Kinoshita, Toshinori;Shimazaki, Ken-ichiro
• 通讯作者: Shimazaki, Ken-ichiro

Identification and functional analyses of autophosphorylation sites in Arabidopsis phototropin1

拟南芥向光素1自磷酸化位点的鉴定及功能分析

• 发表时间: 2008
• 作者: Inoue;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Blue light-induced autophosphorylation of phototropin is a primary step for signaling

• DOI: 10.1073/pnas.0709189105
• 发表时间: 2008-04-08
• 期刊: PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
• 影响因子: 11.1
• 作者: Inoue, Shin-ichiro;Kinoshita, Toshinori;Shimazaki, Ken-ichiro
• 通讯作者: Shimazaki, Ken-ichiro