2002 Fiscal Year Annual Research Report
植物根の必須元素吸収における金属結合性germin様タンパク質の機能の解明
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12460034
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
高橋 正昭 大阪府立大学, 農学生命科学研究科, 教授 (30027198)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉浦 美羽 大阪府立大学, 農学生命科学研究科, 助手 (80312255)
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| Keywords | トマト / 金属イオン輸送 / GFP / 形質転換植物 / 部位特異的変異 / ターゲット配列 / germin |
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| Research Abstract |
germin様タンパク質(Glp)ファミリーに属するトマトの根LeGlp1は29アミノ酸から構成されるN-末端ターゲット配列を持つ前駆体タンパク質として合成され、プロセシングを受けた成熟タンパク質のN-末端に金属結合部位を持つことを明らかにした。本年度の研究成果は以下の様である。
(1)LeGlp1のプロセシング部位を含めたN-末端ターゲット配列を緑色蛍光タンパク質(GFP)のN-末端に融合させたタンパク質をコードする遺伝子を、Ca MV35Sプロモーターとともにタバコに導入して形質転換タバコを作成した。
(2)融合タンパク質遺伝子を導入した形質転換タバコの根では、GFPの局在を示す緑色の蛍光が皮相内皮細胞の外側に輪状に観察され、GFP遺伝子を単独で導入した形質転換タバコでは根の組織に均一に分布していた。
(3)N-末端金属結合部位にあり、金属との結合に関与すると思われる2残基のシステインをセリンに置換した変異LeGlp1分子をタバコ葉中で合成させ、その金属結合性を金属アフィニティークロマトグラフィーにより調べた。その結果、Cysを金属結合性を持たないSerに置換した変異LeGlp1分子は金属に対する結合性を失っていることを認めた。
(4)CysをSerに変異させてもLeGlp1モノマー分子は、Cysを変異させていない分子と同様に6量体構造をとることが出来ることを認めた。ただ、変異LeGlp1を発現するタバコの葉には2量体構造をとる分子が多く含まれ、野生型を発現する葉には全く2量体が無いことから、野生型に比べてモノマー間の結合性は強くないと判断した。
以上より、LeGlp1は中心に金属結合性部位を突きだしたチャンネルを持つ6量体構造をとって根の内皮細胞の外側に局在し、内外の金属イオンの選択的な移動に関与していると推察した。
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[Publications] Noguchi, T.: "Flash-induced FTIR difference spectra of the water oxidizing complex in moderately hydrated photosystem II core films : effect of hydration extent on S-state transitions"Biochemistry. 41・2. 2322-2380 (2002)
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[Publications] Noguchi, T.: "FTIR detection of water reactions during the flash-induced S-state cycle of the photosynthetic water-oxidizing complex"Biochemistry. 41・54. 15706-15712 (2002)
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[Publications] Roncel, M.: "Redox properties of the photosystem II cytochrome b559 and c550 in the cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus"Journal of Biological and Inorganic Chemistry. 8・1. 206-216 (2003)
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[Publications] Noguchi, T.: "Analysis of flash-induced FTIR difference spectra of S-state cycle in the photosynthetic water-oxidizing complex by uniform ^<15>N and ^<13>C isotope labeling"Biochemistry. 42(印刷中). (2003)
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[Publications] 森 敏: "植物栄養学"文永堂出版. 291 (2001)
