Functional expression system for plant ion transport system in Escherichia. coli

埃希氏菌植物离子转运系统的功能表达系统。

• 批准号: 21K19060
• 负责人: 魚住 信之
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19060/
• 关键词: イオン輸送体; リン酸化; 植物; 機能発現; カリウム; 大腸菌; 恒常性

本研究で研究対象にする植物Ｋ輸送体の大腸菌のホモログ輸送体について検討して新たに以下のことが分かった．この結果は宿主に用いる大腸菌のＫ輸送体の理解を促進し，植物Ｋ輸送体の検討に重要な知見となると考えられる．特に，今回調べた大腸菌の輸送体は，植物Ｋ輸送体の先祖型であり基礎的な知見が含まれている．大腸菌の２つの同族Ｋ輸送体であるTrkHおよびTrkＧを詳細に構造と機能を明らかにすることができた．TrkHは他のＫ輸送体(TrkG, Kup, Kdp)よりも強力なＫ輸送活性を持つことが明らかとなった 一方，TrkＧは，Ｋ輸送体として機能するだけでなく，Na輸送体としても機能が見られた さらにＫ輸送活性はNaによって活性化することも分かった．両者が存在する理由についても検討したところTrkＧは水平伝播によって侵入した外来の遺伝子であった.植物においても同様に同族輸送体を取得した可能性が考えられ，今回研究対象とするK輸送体と同等の構造であることから，今回得られた結果は植物のＫ輸送体の分子進化にも関連すると考えられる．TrkＧのNa輸送活性化に関する部位についても検討を行ったところ，4回繰り返される構造単位のうち，第三番目のＫ輸送体の選択孔領域に特徴的な酸性アミノ酸が存在することが分かり，このアミノ酸は植物の同族輸送体においても保存されていることがわかった 今回，対象とする3種類のＫ輸送体においてこの酸性アミノ酸の存在は明らかとなっていないがＫ輸送活性の結果が得られた際にこのアミノ酸の有無の検討を行う．上記の宿主の情報を参考にして，今年度の植物のＫ輸送体の検討をすすめる．

In this study, we studied the effects of E. coli on plant K transporter and its mechanism. These results promote the understanding of K transporters in E. coli and plants, and are important for understanding K transporters in plants. In particular, today's E. coli transporters, plant K transporters and their ancestors are the basis of knowledge. E. coli K transporter TrkH and TrkG have detailed structure and function.TrkH has strong K transporter activity, TrkG has K transporter function, Na transporter function has K transporter activity. The reason for the existence of the virus is that the virus is transmitted horizontally and intrusively. The results show that the molecular evolution of K transporter in plants is related to the activation of Na transport in plants. The third type of K transporter is characterized by the existence of acidic acid in the selected pore domain, and the presence or absence of acidic acid in the plant isotransporter is discussed. The host information mentioned above is referred to in this paper, and the plant K transporter is discussed in this paper.

项目成果

The Structural Characteristics and Distinct Fundamental Roles of Two Types of K Transporters, Trk/Ktr/HKT and KUP/HAK/KT

两种 K 转运蛋白 Trk/Ktr/HKT 和 KUP/HAK/KT 的结构特征和不同的基本作用

• 发表时间: 2023
• 作者: Nobuyuki Uozumi;Ellen Tanudjaja;Masaru Tsujii;Yasuhiro Ishimaru
• 通讯作者: Yasuhiro Ishimaru

大腸菌のTrk 系K トランスポーターの機能解析

大肠杆菌中基于 Trk 的 K 转运蛋白的功能分析

• 发表时间: 2021
• 作者: Xu Du;Di Chang;Shingo Kaneko;Hisataka Maruyamaa;Hirotaka Sugiura;Masaru Tsujii;Nobuyuki Uozumi;Fumihito Arai;Ayumu KOBAYASHI，Masaru TUJII，Yasuhiro ISHIMARU ，Nobuyuki UOZUMI;Ellen，星直美，古田忠臣，山本兼由，辻井雅，石丸泰寛，魚住信之
• 通讯作者: Ellen，星直美，古田忠臣，山本兼由，辻井雅，石丸泰寛，魚住信之

植物Ｋ+チャネルのカリウム欠乏の感知と調節

植物 K+ 通道的缺钾感知和调节

• 发表时间: 2021
• 作者: 坂本胡桃，齋藤俊也;辻井雅;Ryoung Shin;石丸泰寛;魚住信之
• 通讯作者: 魚住信之