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リン酸化プロテオームによる孔辺細胞青色光情報伝達機構の解明

利用磷酸蛋白质组阐明保卫细胞蓝光信号转导机制

基本信息

批准号：
13J05118
负责人：
樋山麻美
金额：
$ 2.11万
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：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

青色光依存の気孔開口は受容体型キナーゼであるフォトトロピンを始点としたリン酸化シグナル伝達によって引き起こされる。本研究では青色光依存の気孔開口に関わる新規因子を探索するため、孔辺細胞を材料にしてリン酸化プロテオーム解析を行った。この解析手法では既知のリン酸化タンパク質であるフォトトロピン及び細胞膜プロトンポンプのリン酸化が青色光により増加することが観察されたことから、この方法により青色光に依存してリン酸化される新規タンパク質を探索した。その結果、青色光により再現性良くリン酸化されるキナーゼが見いだされた。さらに、その最近縁のキナーゼの二重変異体を作出し、この変異体では青色光に依存した気孔開口が大きく損なわれることを見いだした。この二重変異体から孔辺細胞プロトプラストを調製し、細胞膜プロトンポンプの活性を測ったところ、青色光依存のプロトンの放出は野生株と同程度であった。孔辺細胞では青色光によって細胞膜プロトンポンプの活性化に加えて、アニオンチャネルが不活性化されることが報告されている。そこで孔辺細胞の細胞膜に存在するアニオンチャネル変異体とこのキナーゼの多重変異体を作製したところ、明暗に拘わらず気孔が開くようになり、この表現型はアニオンチャネンル変異体とほぼ同じであった。また、変異体の孔辺細胞を用いて青色光によるアニオンチャネルの阻害を調べたところ、野生型では阻害されるのに変異体では阻害されなかった。また、この変異体では青色光による気孔開口だけでなく、CO2濃度変化に対する気孔の応答も損なわれており、CO2濃度を低下させても気孔は開口しなかった。遺伝学的な解析と生化学的な解析の結果、これらのキナーゼはフォトトロピンの下流で働くと同時に、CO2情報伝達のどこかで機能し、最終的にアニオンチャネルを阻害することで気孔を開かせる働きを持つことが示唆された。

Cyan light-dependent pore opening is the starting point of the receptor. In this study, we explored new factors related to pore opening and pore cell acidification. The analysis method is based on the known cyanine light and cell membrane acidification, and the new cyanine light and cell membrane acidification method is based on the cyanine light and cell membrane acidification. The results of this study were as follows: Cyan light, good reproducibility, and acidity. The most important thing is to make a double difference between the two. The cell membrane activity was measured in the presence of two different species, namely, the cell membrane, the cell membrane, and the cell membrane. The cell membrane of the pore cell is activated by cyan light, and the cell membrane is inactivated by cyan light. The cell membrane of the pore cell is present in a variety of ways, such as controlling the presence of multiple variants, controlling the presence of light and dark, controlling the presence of multiple variants, and controlling the presence of multiple variants. In addition, the wild type cells are protected by the blue light. In addition, the CO2 concentration in the air is reduced, and the CO2 concentration in the air is reduced. The results of genetic analysis and biochemical analysis show that CO2 information reaches the downstream at the same time, and finally the downstream at the same time.