ダイズとイネにおける地球温暖化ガス応答性タンパク質群のプロテオミクス解析

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地球温暖化につながる因子に対するダイズやイネの応答機構をプロテオミクス解析技術で解析し、候補タンパク質に関してRNAレベルでの発現を解析し、発現量に対する影響かあるいはタンパク質の修飾等に対する影響かを明らかにする。オゾン照射に関するプロテオーム研究は、イネに関しては報告されたことよりダイズに絞って解析した。さらに抗体を使用することが可能になったので、RNAレベルではなくタンパク質レベルでの変動を明らかにした。1、120ppbオゾンの3日間の照射の後、初生葉から葉緑体を精製した。精製効率は、葉緑体、ミトコンドリア、可溶性画分に特異的に存在する抗体を用いて、ウエスタンブロットにて解析し、本画分にはミトコンドリアおよび可溶性画分の混入はないと判断した。2、タンパク質を二次元電気泳動にて分離した。粗抽出液からは550個のタンパク質を検出したが、そのうち150個のタンパク質が葉緑体に存在していることが明らかになった。そのうち52個のタンパク質が120ppbオゾン照射により変動した。3、葉緑体および可溶性画分で変動するタンパク質群について構造解析を行った結果、光合成系に関与するタンパク質群はオゾン照射により顕著に減少し、活性酸素の消去系や糖代謝に関与するタンパク質群は顕著に増加した。4、酵素活性の測定により、SucroseおよびSucrose synthaseが増加する一方で、Starch、Glucose、Fructose等は減少した。以上、オゾンストレスによる糖分配は決定されており、デンプンの分解はTCAサイクルに供給され、一方で活性酸素の消去系と光合成系はオゾンストレスにより直接影響を受けることが、プロテオーム解析および生化学的解析により明らかになった。