食虫植物の消化酵素の起源と進化-新規形質の獲得進化

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16370102
• Research Institution: National Institute for Basic Biology
• Principal Investigator: 長谷部 光泰 基礎生物学研究所, 生物進化研究部門, 教授 (40237996)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤田 知道 北海道大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (50322631) ; 鵜澤 武俊 大阪教育大学, 教育学部, 助教授 (60283842)
• Keywords: 食虫植物 / 消化液 / 消化酵素 / Nepenthes / Sarracenia / プロテアーゼ / シロイヌナズナ / Drosera

Research Abstract

Nepenthes alata、Sarracenia purpurea、Drosera adelae、Pinguicula giganteaの捕虫葉に塩化アンモニウム、ショウジョウバエ、BSAを与え、SDS-PAGEにより分泌タンパク質の変動を観察したところ、検出されるタンパク質量は一部変動するものの、バンドパターンには変化が見られなかった。従って、無処理消化液中に消化酵素が含まれていると判断し、無処理消化液を用いて解析をすすめた。N.alata、S.purpurea、D.adelae、P.gigantea、Cephalotus follicularis、Byblis filifoliaの消化液を濃縮し、SDS-PAGEによって検出された分泌タンパク質をすべてEdman法によって約半数のタンパク質のアミノ酸配列決定した。その結果、アスパラギンプロテアーゼ、グルカナーゼ、リパーゼ、リボヌクレアーゼ、ソーマチンなどのタンパク質であることがわかった。データベース検索により、これらのタンパク質の系統関係を解析した結果、これらが全て特定の生命現象に関わるタンパク質に起源を持つことが推定され、現在詳細な解析を進めている。Edman法では遺伝子の全長配列を決定することが難しいことから、捕虫葉由来RNAを用いたcDNAライブラリーを作製し、EST解析による候補遺伝子単離を開始した。また、Edman法で決定したアミノ酸配列がデータベースでどのタンパク質に近縁か特定できなかったもの、ブロックされておりアミノ酸配列が読めなかったものについては限定分解を行い、全種タンパク質の配列決定を目指している。シロイヌナズナのNepenthesinオーソログについては、遺伝子破壊株、過剰発現株を作製し表現型解析を行っている。