分化中木部におけるリグニン前駆物質の輸送メカニズムの解明

木质素前体在分化木质部中的转运机制的阐明

• 批准号: 11J02570
• 负责人: 津山 濯
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J02570/
• 关键词: リグニン前駆物質; 輸送; コニフェリン; β-グルコシダーゼ; リグニン; トランスポーター; モノリグノール; 共発現解析; シロイヌナズナ; T-DNA挿入変異体

リグニン前駆物質の生合成から細胞壁へ輸送され重合に至るまでの過程は、樹木の主要な生理活動の一つであるが、前駆物質の輸送に関してはほとんど知見が得られていない。これま、ポプラ・ヒノキ分化中木部から得られたミクロソームにおいて、モノリグノール配糖体であるコニフェリンがV-ATPaseによるH+勾配を利用して取り込まれることを示してきた。更なる実験により、このコニフェリン輸送は他の配糖体などによって阻害されない、基質特異性の高い輸送であることが示唆された。さらに輸送に関与する膜の由来をショ糖密度勾配法により確かめたところ、比重の小さいV-ATPaseを含む画分で活性が顕著に見られたが、液胞中に局在する酵素活性のパターンとは一致していなかった。比重の小さい画分はトランスゴルジネットワークの小胞などを含む可能性があり、コニフェリンが小胞輸送により細胞壁へ供給される仮説が考えられる。コニフェリンがリグニン重合に使われるためにはβ-グルコシダーゼ(BGL)によって糖が外される必要がある。系統樹解析により既知のコニフェリンBGLと相同性を持つポプラにおけるBGLを検索、有力な候補をPtrBGLCと名付けた。免疫沈降実験により作製した抗PtrBGLC抗体はコニフェリンBGLを認識することが明らかになった。免疫蛍光顕微鏡観察を行ったところ、ポプラ分化中木部の木化中および木化した二次壁に標識は見られた。コニフェリンBGLは二次壁に局在し、木化に関与している可能性が示唆された。これはコニフェリンが細胞壁へ輸送され、そこで糖が外されリグニン重合に用いられる仮説を支持する。コニフェリンBGLはロッジポールパイン仮道管、シロイヌナズナ維管束間繊維の二次壁に局在するという報告がある。木化二次壁局在型コニフェリンBGLは進化の過程で保存されており、二次壁形成に重要な役割を果たしている可能性が考えられる。

リ グ ニ ン 駆 material before の biosynthesis か ら cell wall へ conveying さ れ overlap に to る ま で は の process, trees の な main physiological activities の つ で あ る が, former の 駆 material conveying に masato し て は ほ と ん ど knowledge が have ら れ て い な い. こ れ ま, ポ プ ラ · ヒ ノ キ differentiation in xylem か ら have ら れ た ミ ク ロ ソ ー ム に お い て, モ ノ リ グ ノ ー ル glycoside で あ る コ ニ フ ェ リ ン が V - ATPase に よ る H + hook with を using し て take り 込 ま れ る こ と を shown し て き た. More な る be 験 に よ り, こ の コ ニ フ ェ リ ン conveying は he の glycoside な ど に よ っ て resistance against さ れ な high い い, substrate specificity の conveying で あ る こ と が in stopping さ れ た. さ ら に conveying に masato and す る membrane の origin を シ ョ hook with sugar density method に よ り か indeed め た と こ ろ, the proportion of small の さ い V - ATPase を む draw points で active が sake に 顕 ら れ た が, vacuole に bureau in す る enzyme activity の パ タ ー ン と は consistent し て い な か っ た. Small proportion の さ い draw points は ト ラ ン ス ゴ ル ジ ネ ッ ト ワ ー ク の vesicular な ど を possibilities including む が あ り, コ ニ フ ェ リ ン が vesicular transport に よ り cell wall へ supply さ れ る が says 仮 え ら れ る. コ ニ フ ェ リ ン が リ グ ニ ン overlap に make わ れ る た め に は beta グ ル コ シ ダ ー ゼ (BGL) に よ っ て sugar が outside さ れ る necessary が あ る. System tree parsing に よ り already know の コ ニ フ ェ リ ン BGL と identity を hold つ ポ プ ラ に お け る BGL を 検 line, powerful な alternate を PtrBGLC と name pay け た. Immunosuppressitive laboratory によ た to produce た anti-pTRbGLc antibody コニフェリ コニフェリ <s:1> BGLを to understand する とが とが to understand ら になった になった になった Immune 蛍 light 顕 micromirror 観 examine を line っ た と こ ろ, ポ プ ラ differentiation in xylem の lignification of お よ び lignification し た secondary wall に logo は see ら れ た. The コニフェリ <s:1> BGL <s:1> secondary wall に is located in the <s:1>, lignification に relationship and the が て る る る possibility が indicates された. こ れ は コ ニ フ ェ リ ン が cell wall へ conveying さ れ, そ こ で sugar が outside さ れ リ グ ニ に ン overlap with い ら れ る 仮 says を support す る. コ ニ フ ェ リ ン BGL は ロ ッ ジ ポ ー ル パ イ ン 仮 tube, シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ vascular bundle に 繊 d の secondary walls between innings in す る と い う report が あ る. Type wooden wall HuaEr times bureau on コ ニ フ ェ リ ン BGL は の evolution process で save さ れ て お り, secondary wall formation に important な "を cut fruit た し て い る possibility が exam え ら れ る.

项目成果

シロイヌナズナ花茎におけるリグニン前駆物質輸送体候補LSL1の解析

拟南芥花茎中木质素前体转运蛋白候选LSL1的分析

• 发表时间: 2012
• 作者: 津山濯;高部圭司;尾形善之;小林優
• 通讯作者: 小林優

ポプラ分化中木部におけるコニフェリンβ-グルコシダーゼの局在

松柏苷β-葡萄糖苷酶在杨树分化木质部中的定位

• 发表时间: 2013
• 作者: 津山濯;高部圭司
• 通讯作者: 高部圭司

シロイヌナズナT-DNA挿入変異体を用いたリグニン前駆物質輸送体の絞り込み

使用拟南芥 T-DNA 插入突变体鉴定木质素前体转运蛋白

• 发表时间: 2011
• 作者: 津山濯;高部圭司;尾形善之
• 通讯作者: 尾形善之

コニフェリンβ-グルコシダーゼのポプラ分化中木部における局在

松柏苷β-葡萄糖苷酶在杨树分化木质部中的定位

• 发表时间: 2013
• 作者: 津山濯;高部圭司
• 通讯作者: 高部圭司

LSL1 mutant shows low syringyl lignin in stem of Arabidopsis thaliana

LSL1突变体在拟南芥茎中表现出低紫丁香基木质素

• 发表时间: 2012
• 作者: Taku Tsuyama;Keiji Takabe;Yoshiyuki Ogata;Masaru Kobayashi
• 通讯作者: Masaru Kobayashi