1997 Fiscal Year Annual Research Report

高等植物の窒素利用に関わる酵素群の細胞内分布と発現の解明

Research Project

Project/Area Number	08044187
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	山谷知行東北大学, 農学部, 教授 (30144778)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	早川俊彦東北大学, 農学部, 助手 (60261492) TOBIN Alyson At. Andrews大学, 生物学科, 準教授
Keywords	イネ / オオムギ / グルタミン酸合成酵素 / 免疫電子顕微鏡 / 細胞内分布 / 窒素利用 / 遺伝子構造 / 発現制御
Research Abstract	NADH-GOGATは、無機窒素の同化と窒素利用の鍵を握っているが、その多くの詳細は不明である。本研究では、同酵素タンパク質の細胞内分布を明らかにする目的で、イネ根を供試して免疫電子顕微鏡法により解析した。その結果、イネ根の表皮組織、根端分裂組織の柔細胞、中心柱組織のいずれにおいても、プラスチドに分布している成果を得た。この結果は、細胞内小器官の単位面積当たりにおけるシグナル数を求めた値から算出されており、信頼性が極めて高く、植物における同タンパク質の分布を明らかにした始めての例である。また、イネ以外では完全精製標品の得られていないNADH-GOGATタンパク質を、オオムギ根から招へいした研究協力者が、始めて精製できた。並行して、イネNADH-GOGAT遺伝子とcDNAのクローン化を進め、その遺伝子構造の詳細を明らかにした。NADH-GOGAT遺伝子は、23のエキソンから構成されており、植物で唯一報告されているアルファルファ根粒の遺伝子と類似の遺伝子構造をしていることがわかった。cDNAから予想されるアミノ酸配列からは、プラスチド移行様のトランジットペプチド様配列が見いだされた。これらのクローンの塩基配列を、DNAデータベースに登録した。同遺伝子の誘導的な発現のシグナルとなる物質の検索を、mRNAの集積を指標に検討した結果、グルタミンかその代謝物がシグナルとなっている可能性が示された。さらに、インド型イネは、日本製イネに比較して若い葉身における同タンパク質含量が低い結果を得た。

Research Products
(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] Watanabe, S.: "Expression of NADH-dependent glutamate synthase in response to the supply of nitrogen in rice cells in suspension culture." Plant Cell Physiology. 37(7). 1034-1037 (1996)
[Publications] Sakurai, N.: "Changes in the cellular localization of cytosolic glutamine synthetase protein in vascular bundles of rice leaves at various stages of development." Planta. 200(3). 306-311 (1996)
[Publications] Yamaya, T: "Comparison of contents for cytosolic-glutamine synthetase and NADH-kependent glutamate synthase proteins in leaves of japonica, indica, and javanica rice plants." Soil Science & Plant Nutrition. 43. 1107-1112 (1997)
[Publications] Hirose, N: "Inducible accumulation of mRNA for NADH-dependent glutamate synthase in rice roots in response to ammonium ions." Plant Cell Physiology. 38. 1295-1297 (1997)
[Publications] Ishiyama, K.: "Expression of NADH-dependent hlutamate synthase protein in epidermis and exodermis of rice roots in response to the supply of nitrogen." Plante. (印刷中).
[Publications] 山谷知行: "細胞工学別冊植物細胞工学シリーズ4 モデル植物の実験プロトコール:イネ・シロイヌナズナ編." 島本功・岡田清孝編,秀潤社, 251 (1996)
[Publications] 早川俊彦: "細胞工学別冊植物細胞工学シリーズ6 植物の細胞を観る実験プロトコール:遺伝子発現から細胞内構造・機能まで" 福田裕穂・西村幹夫・中村研三監修,秀潤社, 203 (1997)

1997 Fiscal Year Annual Research Report

高等植物の窒素利用に関わる酵素群の細胞内分布と発現の解明

Principal Investigator

山谷 知行 東北大学, 農学部, 教授 (30144778)

Research Products

[Publications] Watanabe, S.: "Expression of NADH-dependent glutamate synthase in response to the supply of nitrogen in rice cells in suspension culture." Plant Cell Physiology. 37(7). 1034-1037 (1996)

[Publications] Sakurai, N.: "Changes in the cellular localization of cytosolic glutamine synthetase protein in vascular bundles of rice leaves at various stages of development." Planta. 200(3). 306-311 (1996)

[Publications] Yamaya, T: "Comparison of contents for cytosolic-glutamine synthetase and NADH-kependent glutamate synthase proteins in leaves of japonica, indica, and javanica rice plants." Soil Science & Plant Nutrition. 43. 1107-1112 (1997)

[Publications] Hirose, N: "Inducible accumulation of mRNA for NADH-dependent glutamate synthase in rice roots in response to ammonium ions." Plant Cell Physiology. 38. 1295-1297 (1997)

[Publications] Ishiyama, K.: "Expression of NADH-dependent hlutamate synthase protein in epidermis and exodermis of rice roots in response to the supply of nitrogen." Plante. (印刷中).

[Publications] 山谷 知行: "細胞工学別冊植物細胞工学シリーズ4 モデル植物の実験プロトコール:イネ・シロイヌナズナ編." 島本功・岡田清孝編,秀潤社, 251 (1996)

[Publications] 早川 俊彦: "細胞工学別冊植物細胞工学シリーズ6 植物の細胞を観る実験プロトコール:遺伝子発現から細胞内構造・機能まで" 福田裕穂・西村幹夫・中村研三監修,秀潤社, 203 (1997)

山谷知行東北大学, 農学部, 教授 (30144778)

[Publications] 山谷知行: "細胞工学別冊植物細胞工学シリーズ4 モデル植物の実験プロトコール:イネ・シロイヌナズナ編." 島本功・岡田清孝編,秀潤社, 251 (1996)

[Publications] 早川俊彦: "細胞工学別冊植物細胞工学シリーズ6 植物の細胞を観る実験プロトコール:遺伝子発現から細胞内構造・機能まで" 福田裕穂・西村幹夫・中村研三監修,秀潤社, 203 (1997)