Screening of ascorbate-binding proteins in plant using novel stable ascorbate probes

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K19239
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Agricultural chemistry and related fields
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: Ishikawa Takahiro 島根大学, 学術研究院農生命科学系, 教授 (60285385)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田井 章博 県立広島大学, 生命環境学部, 教授 (70284081)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2020-03-31
• Keywords: ビタミンＣ / 植物 / 安定型アスコルビン酸プローブ / アスコルビン酸結合タンパク質

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study is to elucidate a fundamental issue that why plants contain high amount of ascorbic acid, namely vitamin C. To address this subject, we carried out a screening for identifying ascorbate-binding proteins using novel-stable ascorbate probes which have developed by Prof. Tai’s group recently. After a detailed examination for optimization of protein extraction from various tissues in Arabidopsis plants, we performed an affinity chromatography using the ascorbate probes and then identify the eluted proteins by nanoLC-MS analysis. Finally, we have listed over 50 proteins as candidates for the ascorbate interactors. Evaluation of an ascorbate-binding ability for individual proteins using recombinant protein expression system is now under investigation. Finally, we have succeeded in shedding the light on a novel aspect of physiological significance of ascorbate in plants.

Free Research Field

植物分子生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

植物がアスコルビン酸を豊富に含んでいることは誰でも知っていることであるが、これまでに知られている抗酸化、補酵素、電子伝達以外の生理的役割は実は良くわかっていない。今回本研究により、未知のタンパク質も含め多数のアスコルビン酸結合タンパク質候補が得られた事実は、アスコルビン酸の新規機能として “タンパク質との会合・相互作用を介した細胞機能の調節” にある可能性を支持するものであり、植物でなぜ高濃度のアスコルビン酸が必要であるかという単純だが難しい問題解決のための糸口となった点で学術的意義がある。今後本研究の進展により、特に果実や花序形成におけるアスコルビン酸の重要性を提唱することが期待される。