2000 Fiscal Year Annual Research Report

植物生活環の中での液胞膜輸送ネットワークの機能調節

Research Project

Project/Area Number	10219203
Research Institution	Nagoya University
Principal Investigator	山木昭平名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (70210341)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	白武勝裕名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教授 (90303586) 前島正義名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教授 (80181577)
Keywords	液胞 / 液胞膜タンパク質 / シロイヌナズナ / Ca^<1+> / H^+対向輸送体 / H^+-ビロフォスファターゼ / 液胞型H^+-ATPase / 水チャンネル
Research Abstract	1.液胞膜タンパク質の分子カタログの作成 Arabidopsisから調製した液胞膜に複数の可溶化処理を行い、膜タンパク質をクラス分けした。それらの膜タンパク質をSDS-PAGEで分離し、タンパク質バンドをプロテアーゼで消化し、逆層カラムで分離した。分離ペプチドのアミノ酸配列を決定し、水チャンネル、H^+-PPase、GTP-binding protein、ras-related proteinなどの同定に成功した。セイヨウナシ果実から液胞膜を単離し、二次元電気泳動で展開した。免疫ブロットやアミノ酸配列の決定により、メジャーなスポットのプロファイリングを行った。その結果、液胞膜プロトンポンプであるH^+-ATPaseとH^+-PPase、水チャンネル、HSP90、Tubulin、Bipなどのスポットを特定できた。 2.液胞膜輸送分子の個別解析液胞膜輸送系素子としてH^+-PPaseの構造-機能相関を部位得意変異導入により基質結合・触媒部位を特定し、基質分解・H^+輸送共役部位を推定し、さらに、植物H^+-PPaseを酵母で発現させ、その液胞を対象にパッチクランプ法により野生型構造の酵素および変異導入酵素のH^+輸送を直接測定し、Km値、最大電流などを実測した。液胞膜Ca^<2+>/H^+対向輸送体の機能、器官特異的発現を検証した。これに関連して、液胞内Ca^<2+>結合タンパク質の発見、構造と機能の解析、器官特異性、生育Ca^<2+>濃度に依存した発現などの特質を明らかにした。あわせて、液胞膜水チャンネルにも明確な細胞特性のあることを明らかにした。

Research Products
(21 results)

All Other

All Publications (21 results)

[Publications] Shiratake,K.: "Changes in tonoplast and its proteins with the development of pear fruit."Acta Horticuluturae. 516-4. 287-294 (2000)
[Publications] Suzuki,Y.: "Seasonal changes in the activities of vacuolar H^+-pumps and their gene expression in the developing Japanese pear fruit"J.Japan.Soc.Hort.Sci.. 69. 15-21 (2000)
[Publications] Maeshima,M.: "Vacuolar H^+-pyrophosphatase."Biochim.Biophys.Acta-Biomembrane. 1465. 37-51 (2000)
[Publications] Nakanishi,Y.: "Isolation of a cDNA for a H^+-pyrophosphatase-like protein from Arabidopsis thaliana and its functional expression in yeast."Plant Physiol.. 122. 619 (2000)
[Publications] Kawamura,Y.: "Tissue specificity of E subunit isoforms of plant vacuolar H^+-ATPase and existence of isotype enzymes."J.Biol.Chem.. 275. 6515-6522 (2000)
[Publications] Ueoka-Nakanishi,H.: "Functional expression of mung bean Ca^<2+>/H^+ antiporter in yeast and its intracellular localization in the hypocotyl and tobacco cells."Eur.J.Biochem.. 267. 3090-3098 (2000)
[Publications] Shiratake,K.: "Fluctuations of the protein levels of H^+-pumps and water channels of tonoplast and plasma membrane during grape berry development."J.Japan.Soc.Hort.Sci.. 70-3(印刷中). (2001)
[Publications] Shiratake,K.: "Molecular cloning of tonoplast water channel of pear fruit and its expression with the development."J.Japan.Soc.Hort.Sci.. 70-3(印刷中). (2001)
[Publications] Frangne,N.: "Expression and distribution of vacuolar aquaporin in young and mature leaftissues of Brassica napus in relation to water fluxes."Planta. 212. 270-278 (2001)
[Publications] Suga,S.: "Specificity of the accumulation of mRNAs and proteins of the plasma membrane and tonoplast aquaporins in radish organs."Planta. 212. 294-304 (2001)
[Publications] Nakanishi,Y.: "Mutagenic analysis of functional residues in putative substrate binding site and acidic regions of vacuolar H^+-pyrophosphatase."J.Biol.Chem.. 276(印刷中). (2001)
[Publications] Meashima,M.: "Tonoplast structure and transport."Annu.Rev.plant Physiol.Plant Mol.Biol.. 52(印刷中). (2001)
[Publications] Hara-Nishimura,I.: "Functional differentiation of vacuolar proteins ; vacuolar processing enzymes and aquaporins."Annual Plant Reviews. 5. 20-42 (2000)
[Publications] Ueoka-Nakanishi,H.: "Quantification of Ca^<2+>/H^+ antiporter in vacuolar membranes and its absence in roots of mung bean."Plant Cell physiol.. 41. 1067-1071 (2000)
[Publications] Yuasa,K.: "Purification, properties and molecular cloning of a novel Ca^<2+>-binding protein in radish vacuoles."Plant Physiol.. 124. 1069-1078 (2000)
[Publications] 前島正義: "基礎生化学実験法第2巻生体試料"東京化学同人. 9 (2000)
[Publications] 前島正義: "朝倉植物生理学講座第2巻「第3章エネルギー代謝」"朝倉書店(印刷中). (2001)
[Publications] Maeshima,M.: "Handbook of Plant Growth. pH as a Master Variable in Plant Growth"Marcel Dekker(印刷中). (2001)
[Publications] 前島正義: "バイオサイエンスの新世紀第7巻生体のエネルギー装置"共立出版. 12 (2000)
[Publications] 前島正義: "病傷害ストレスの植物生化学・分子生物学"学会出版センター(印刷中). (2001)
[Publications] 前島正義: "朝倉植物生理学講座第2巻「第4章水代謝」"朝倉書店(印刷中). (2001)

2000 Fiscal Year Annual Research Report

植物生活環の中での液胞膜輸送ネットワークの機能調節

Principal Investigator

山木 昭平 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (70210341)

Research Products

[Publications] Shiratake,K.: "Changes in tonoplast and its proteins with the development of pear fruit."Acta Horticuluturae. 516-4. 287-294 (2000)

[Publications] Suzuki,Y.: "Seasonal changes in the activities of vacuolar H^+-pumps and their gene expression in the developing Japanese pear fruit"J.Japan.Soc.Hort.Sci.. 69. 15-21 (2000)

[Publications] Maeshima,M.: "Vacuolar H^+-pyrophosphatase."Biochim.Biophys.Acta-Biomembrane. 1465. 37-51 (2000)

[Publications] Nakanishi,Y.: "Isolation of a cDNA for a H^+-pyrophosphatase-like protein from Arabidopsis thaliana and its functional expression in yeast."Plant Physiol.. 122. 619 (2000)

[Publications] Kawamura,Y.: "Tissue specificity of E subunit isoforms of plant vacuolar H^+-ATPase and existence of isotype enzymes."J.Biol.Chem.. 275. 6515-6522 (2000)

[Publications] Ueoka-Nakanishi,H.: "Functional expression of mung bean Ca^<2+>/H^+ antiporter in yeast and its intracellular localization in the hypocotyl and tobacco cells."Eur.J.Biochem.. 267. 3090-3098 (2000)

[Publications] Shiratake,K.: "Fluctuations of the protein levels of H^+-pumps and water channels of tonoplast and plasma membrane during grape berry development."J.Japan.Soc.Hort.Sci.. 70-3(印刷中). (2001)

[Publications] Shiratake,K.: "Molecular cloning of tonoplast water channel of pear fruit and its expression with the development."J.Japan.Soc.Hort.Sci.. 70-3(印刷中). (2001)

[Publications] Frangne,N.: "Expression and distribution of vacuolar aquaporin in young and mature leaftissues of Brassica napus in relation to water fluxes."Planta. 212. 270-278 (2001)

[Publications] Suga,S.: "Specificity of the accumulation of mRNAs and proteins of the plasma membrane and tonoplast aquaporins in radish organs."Planta. 212. 294-304 (2001)

[Publications] Nakanishi,Y.: "Mutagenic analysis of functional residues in putative substrate binding site and acidic regions of vacuolar H^+-pyrophosphatase."J.Biol.Chem.. 276(印刷中). (2001)

[Publications] Meashima,M.: "Tonoplast structure and transport."Annu.Rev.plant Physiol.Plant Mol.Biol.. 52(印刷中). (2001)

[Publications] Hara-Nishimura,I.: "Functional differentiation of vacuolar proteins ; vacuolar processing enzymes and aquaporins."Annual Plant Reviews. 5. 20-42 (2000)

[Publications] Ueoka-Nakanishi,H.: "Quantification of Ca^<2+>/H^+ antiporter in vacuolar membranes and its absence in roots of mung bean."Plant Cell physiol.. 41. 1067-1071 (2000)

[Publications] Yuasa,K.: "Purification, properties and molecular cloning of a novel Ca^<2+>-binding protein in radish vacuoles."Plant Physiol.. 124. 1069-1078 (2000)

[Publications] 前島正義: "基礎生化学実験法第2巻生体試料"東京化学同人. 9 (2000)

[Publications] 前島正義: "朝倉植物生理学講座 第2巻 「第3章エネルギー代謝」"朝倉書店(印刷中). (2001)

[Publications] Maeshima,M.: "Handbook of Plant Growth. pH as a Master Variable in Plant Growth"Marcel Dekker(印刷中). (2001)

[Publications] 前島正義: "バイオサイエンスの新世紀 第7巻 生体のエネルギー装置"共立出版. 12 (2000)

[Publications] 前島正義: "病傷害ストレスの植物生化学・分子生物学"学会出版センター(印刷中). (2001)

[Publications] 前島正義: "朝倉植物生理学講座 第2巻 「第4章 水代謝」"朝倉書店(印刷中). (2001)

山木昭平名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (70210341)

[Publications] 前島正義: "朝倉植物生理学講座第2巻「第3章エネルギー代謝」"朝倉書店(印刷中). (2001)

[Publications] 前島正義: "バイオサイエンスの新世紀第7巻生体のエネルギー装置"共立出版. 12 (2000)

[Publications] 前島正義: "朝倉植物生理学講座第2巻「第4章水代謝」"朝倉書店(印刷中). (2001)