種子分化に伴う特異タンパク質遺伝子の発現制御

• Project/Area Number: 61228003
• Research Category: Grant-in-Aid for Special Project Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 大野 哮司 農工大, 農学部, 助教授 (00011726)
• Project Period (FY): 1986
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1986)
• Budget Amount: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 1986: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: プロテアーゼインヒビター / mRNA / 種子タンパク質 / 無細胞タンパク合成系

Research Abstract

マメ類植物の種子中には多種のプロテアーゼインヒビターが存在する。これらは種子成熟過程の一定時期以降にその活性が発現することが知られており、分化に伴い活性が発現する遺伝システムのひとつとして興味深い。この遺伝的制御の分子機構を明らかにすることを最終目的とし、本年は翻訳活性をもつインヒビターmRNAの蓄積を解析した。本研究では、シカクマメ種子中のインヒビターのうちで最も多量に存在するるKunitz型キモトリプシンインヒビターWCI-3を解析の対象とした。WCI-3は183アミノ酸よりなり全アミノ酸配列が決定されている。
開花後35日目の末熟種子より全ポリ【A^+】RNAを調製し、ウサギ綱状赤血球由来の無細胞タンパク合成系で翻訳した。その産物を抗WCI-3抗体と反応させ、沈降物をSDS-PAGEで分析した結果、抗体と反応するタンパク質が検出され、WCI-3mRNAの存在が示唆された。この翻訳産物の分子量は約2万で、精製WCI-3の分子量約1.8万より大きかった。WCI-3は、より大きな前駆体として生合成され、プロセシングを受けて貯蔵されるものと推測された。
開花後30日,35日,40日の各末熟種子よりポリ【A^+】RNAを調製し、上と同様な方法でWCI-3mRNAの存在を調べた。その結果、WCI-3mRNAは、開花後30日目の末熟種子中には検出されず、35および40日目の種子中に存在した。この結果は、抗WCI-3抗体と反応するインヒビタータンパク質が、開花後38日目の種子中で初めて検出されるという柴田ら(大阪大)の結果とほぼ一致した。これより、WCI-3タンパク質の合成が、そのmRNAの蓄積の開始によることを示す。