1996 Fiscal Year Annual Research Report
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08262209
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
前島 正義 名古屋大学, 農学部, 助教授 (80181577)
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| Keywords | 器官特異性 / 液胞膜 / 水チャネル / カルシウムイオン膜輸送 |
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| Research Abstract |
本重点領域研究「植物器官プラン」に関連し、植物液胞膜の物質輸送システムの中で、特に水チャネル、およびCa^<2+>能動輸送系の機能、構造を明らかにした。
高純度の液胞膜を多量に得ることのできるダイコンを材料とし、水チャネル類分子VM23のcDNAを解析した。γ-VM23(253アミノ酸)とδ-VM23(248アミノ酸)のcDNAを得て解析した。2つのmRNAをツメガエル卵に注入して水チャネル機能を測定し、2つが水チャネル機能を持つことを明らかにした(共同研究:生理学研究所岡田泰伸教授、森島繁博士)。すなわち、2つのmRNAの卵への注入により水透過率が著しく上昇した。γとδ-VM23は、いずれも水チャネルファミリー固有のAsn-Pro-Alaモチーフをもち、両者の一次構造の60%が一致した。器官別の発現をみると、γ-VM23は根、茎、葉で発現していたが、δ-VM23のmRNAは根には検出できなかった。植物の地上・地下部で水チャネルの発現調節が異なる可能性がある。さらに、ダイコンの細胞質膜水チャネルもcDNAを得た。細胞質膜分子(PAQ1)はアミノ酸286個からなり、液胞型よりもN端側部分が30数残基長い。液胞のγ-、δ-VM23とは38%のアミノ酸が一致するのみであった。細胞質膜水チャネルは多量には存在せず、生理的な変動も著しいと推定される。
植物細胞の主要な細胞内Ca^<2+>プールは液胞である。ヤエナリ液胞膜には、液胞へのCa^<2+>能動輸送装置としてCa^<2+>-ATPaseとCa^<2+>/H^+対向輸送体の2つがあることを示し、酵素学的性質を明らかにした。液胞膜Ca^<2+>-ATPaseはATPのみを基質とし低Ca^<2+>条件で高い活性を発揮する。一方、Ca^<2+>/H^+対向輸送体は10μM以上で高い活性を示す。生理的な細胞質Ca^<2+>濃度を考慮すると、Ca^<2+>-ATPaseが主要なCa^<2+>輸送体として機能し、対向輸送体は細胞質Ca2+を1μM以下に維持する役割を担っていると考えられる。
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Research Products
(7 results)
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[Publications] Robinson,D.G.: "Immunological detection of tonoplast polypeptides in the plasma membrane of pea cotyledons." Planta. 198. 95-103 (1996)
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[Publications] Matsumoto,H.: "Response of the plant root to aluminium stress : analysis of the inhibiton of the root elongation and changes in membrane function." Journal of Plant Research. 109. 99-105 (1996)
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[Publications] Maeshima,M.: "Proton pumps of vacuolar membrane in growing plant cell." Journal of Plant Research. 109. 119-125 (1996)
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[Publications] Higuchi,T.: "Complete nucleotide sequence of a cDNA for an intrinsic protein in vacular membranes from radish (Raphanus sativus) roots (PGR96-045)" Plant Physiology. 111. 947 (1996)
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[Publications] Odaira,M.: "Accumulation of a glycoprotein homologous to seed storage protein in mung bean hypocotyls in the late stage of tissue elongation." Plant and Cell Physiology. 38(in press). (1997)
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[Publications] Fleurat-Lessard,P.: "Highly increased expression of vacuolar aquaporin and H^+-ATPase related to motor cell function in Mimosa pudicaL." Plant Physiology. (in press). (1997)
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[Publications] 前島正義: "直物細胞における液胞機能のダイナミクス" 遺伝. 50. 45-49 (1996)
