2003 Fiscal Year Annual Research Report
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15570038
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
坂本 敦 広島大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (60270477)
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| Keywords | 活性窒素 / 一酸化窒素(NO) / ストレス / NOシグナリング / 窒素代謝 / ニトロソチオール / ヘモグロビン / パーオキシナイトライト |
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| Research Abstract |
これまでに,世界に先駆け活性窒素代謝機能を持つ2種類の植物タンパク質(S-nitrosoglutathione reductase, peroxynitrite reductase)をモデル植物Arabidopsis thalianaおいて同定してきたが[Sakamoto et al.(2002)FEBS Lett.515:20-24;Sakamoto et al.(2003)Plant J.33:841-851],本年度は植物に普遍的に存在するが未だその生理機能が解明されていない非共生型ヘモグロビンについて,その無機窒素・活性窒素代謝への関与を調査した。植物の非共生型ヘモグロビンには3つのイソタイプが存在するが,これらに相当するA.thaliana起源の3種のタンパク質(AtGLB1,AtGLB2,AtGLB3)について以下の点を明らかにした。
(1)大腸菌から精製した3種類の非共生型ヘモグロビンに対する組換えタンパク質は全て,グアイヤコールなどを電子供与体とするペルオキシダーゼ様活性を有する。
(2)このうちAtGLB1組換えタンパク質は,亜硝酸を電子供与体として効率的に利用することができ,活性窒素分子種(おそらく二酸化窒素ラジカル)を生成する。
(3)AtGLB1の作用により亜硝酸から生じた活性窒素分子種はタンパク質チロシン残基のニトロ化を引き起こすことができる。
(4)シロイヌナズナ植物に対する亜硝酸処理によりAtGBL1のmRNAレベルが顕著に誘導される。
以上の結果から,AtGLB1が亜硝酸代謝・活性窒素生成に関与している可能性が示唆された。AtGLB1による亜硝酸からの活性窒素の生成の生理的意義は今のところ不明であるが,活性窒素シグナリング成分としての機能,あるいは亜硝酸毒性に対する防御機構などへの関連が推定される。生理機能の解明はAtGLB1を過剰発現した形質転換植物を用いて現在進行中である。
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[Publications] Sakamoto et al.: "Functional complementation in yeast reveals a protective role of chloroplast 2-Cys peroxiredoxin against reactive nitrogen species"The Plant Journal. 33. 841-851 (2003)
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[Publications] Sakamoto et al.: "Genetic modification of fatty acid unsaturation of phosphatidylglycerol chloroplasts alters the sensitivity of tobacco plants to cold stress"Plant, Cell and Environment. 27. 99-105 (2004)
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[Publications] Hakata et al.: "Conversion of the nitrate nitrogen and nitrogen dioxide to nitrous oxides in plants"Acta Biotechnologica. 23. 249-257 (2004)
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[Publications] Erkin et al.: "Development of regeneration and transformation systems for Raphiolepis umbellata L.plants using particle bombardment"Plant Biotechnology. 20. 145-152 (2003)
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[Publications] Morikawa et al.: "Screening and genetic manipulation of plants for decontamination of pollutants from the environments (review)"Biotechnology Advances. 22. 9-15 (2003)
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[Publications] Morikawa et al.: "Formation of unidentified nitrogen in plants : an implication for a novel nitrogen metabolism"Planta. (印刷中). (2004)
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[Publications] 坂本 敦, 他: "植物細胞の膜輸送系とファイトレメディエーション"細胞工学別冊・植物細胞工学シリーズ18「植物の膜輸送システム-ポンプ・トランスポーター・チャネル研究の新展開」. 146-150 (2003)
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[Publications] 森川 弘道, 他: "窒素代謝とNOx代謝 (A novel aspect of nitrogen metabolism revealed by the study on the metabolism of nitrogen oxides in plants)"蛋白質 核酸 酵素・2003年11月号増刊 「植物の代謝コミュニケーション-植物分子生理学の新展開」. 48. 2130-2137 (2003)
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[Publications] 坂本 敦(分担執筆): "光合成事典(日本光合成学会編集)"学会出版センター. 410 (2003)
