バラ科植物における配偶体型自家不和合性の分子機構

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11238204
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (B)
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 乗岡 茂巳 大阪大学, 蛋白質研究所, 助教授 (70198638)
• Keywords: 自家不和合性 / バラ科植物 / リボヌクレアーゼ / 自家認識 / 立体構造 / 蛋白質間相互作用

Research Abstract

顕花植物の自家不和合性とは自家受粉では受精できない現象で、S遺伝子より支配されている。配偶体型自家不和合性を示すバラ科植物では雌しべ側S遺伝子産物がRNase T_2型の酵素であると同定され(S-RNase)、このS-RNaseを介して、雌しべ・花粉間の自己・非自己の識別反応が行われている。本研究では、バラ科ニホンナシを研究対象にS-RNaseの立体構造解析と花粉側S遺伝子産物の検出・同定に研究の焦点をあて、配偶体型自家不和合性の分子機構の解明を目指ざしている。
蒸気拡散法によりニホンナシS_3-RNascの結晶化に成功した。この結晶を用いてSPring-8の放射光X線装置により回折実験を行った結果、1.6Åの高分解能でのデータ収集に成功した。収集したデータをプログラムDENZOを用いて解析した結果、この結晶は空間群P21、単位格子a=45.394,b=52.409,c=47.406,α=90.00,β=106.601,Y=90.00という性質を有していた。しかし、重原子置換結晶は得られなかったため、S-RNaseとアミノ酸配列の相同性が高いニガウリ種子RNase MC1の立体構造を基に、分子置換法による位相決定を行い、極めて有力な解を得ることに成功した。現在、この解が描く電子密度図を基にモデリングを行っている。次に、S-RNaseと相互作用する花粉蛋白質の探索から花粉側S遺伝子産物の検出を試みた。大腸菌での発現に成功したグルタチオン-S-トランスフェラーゼとS_3-RNaseの融合蛋白質(GST-S_3-RNasc)と相互作用する花粉蛋白質をスクリーニングしたところ、花粉細胞膜画分に局在する分子量10kDa以下のCBB染色される物質がGST-S_3-RNaseと特異的に結合することが確認された。現在、質量分析、元素分析、アミノ酸分析などにより、この物質の同定を試みている。

Research Products

• [Publications] Akiko Sasaki: "Partial purification and characterization of a novel endo-β-mannosidase acting on N-linked sugar chaing from Lilium longflorum Thumb"Journal of Biochemistry. 125. 363-367 (1999)
• [Publications] Takeshi Ishimizu: "PCR-based method of determination of S-genotype of Japanese pear"Theoretical and Applied Genetics. 98. 961-967 (1999)
• [Publications] Takeshi Ishimizu: "Presence of Asn-linked N-acetylglucosamine and chitobiose in Pyruspyrifolia S-RNases associated with gametophytic self-incompatibility"European Journal of Biochemistry. 263. 624-634 (1999)
• [Publications] 乗岡茂巳: "生産と技術"生産技術誌. 4 (1999)
• [Publications] 乗岡茂巳: "タンパク質実験ノート(下)分離同定から一次構造の決定まで"羊土社. 12 (1999)