2019 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of ethylene biosynthesis regulated by ACC synthase phosphorylation
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18H02196
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
森 仁志 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (20220014)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ACC合成酵素 / エチレン / リン酸化 / protein phosphatase / 脱リン酸化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
エチレンは果実の追熟、野菜・花卉の鮮度保存など園芸作物に大きな影響を与えるため、エチレンを人為的に制御することは、園芸分野において重要な課題である。現在、エチレン生合成に関する研究の中で明らかになっていない点は、エチレン生合成経路の鍵となるACC合成酵素のリン酸化状態による翻訳後制御機構である。本研究は、ACC合成酵素のリン酸化状態を制御するProtein Phoshatase(PPase)を同定し翻訳後制御機構を解析する。この成果によってエチレン生成調節機構を明らかにし、園芸作物の品質向上に資するための基盤的知見を得ることを目的にしている。質量分析計を使って解析した結果、ACC合成酵素を脱リン酸するprotein phosphatase PP2AのサブユニットA, B, Cをいくらか絞り込めてきた。特にBサブユニットの中のサブファミリーB型(2種類)、B’型(9種類)、B’’型（5
種類）に分かれており、これまでの解析からB’’型が候補と考えられる。各サブユニットのcDNAをクローニングして、発現量を解析したが、特に著しく増減することはない。PP2Aは様々なリン酸化タンパク質を脱リン酸して生理現象を制御する機能があり、ACC合成酵素を脱リン酸することはその機能の一つに過ぎない。従ってACC合成酵素の制御と関わって発現量が増減しなくても違和感はない。だからこそ、どのPP2AのサブユニットがACC合成酵素とタンパク質間相互作用することを明らかにする意味は大きい。AlphaScreen法により解析したが、ACC合成酵素とBサブユニットが特異的に相互作用する値がばらついて結論に至っていない。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
PP2AとACC合成酵素のタンパク質間相互作用を解析するために、AlphaScreen法を用いたが予定通りの成果がでなかった。考えられる原因の一つは、相互作用すると想定していたいくつかのサブユニットB’’型が、元々相互作用しない可能性である。想定していなかったBサブユニットとの相互作用を解析する必要がある。別の観点から考えるとACC合成酵素がうまくリン酸化されていないために相互作用しなかった可能性もある。
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| Strategy for Future Research Activity |
PP2AとACC合成酵素のタンパク質間相互作用をAlphaScreen法で解析する。ACC合成酵素タンパク質のリン酸化を確認すると共に、リン酸化されるアミノ酸残基をアスパラギン酸に変換して疑似リン酸化にしたACC合成酵素と相互作用を解析する。また、PP2A各サブユニットのタンパク質の発現量と、ACC合成酵素タンパク質の発現量を定量するためには、典型的にはそれぞれの抗体が必要になるが、この研究ではMRM (multiple reaction monitoring)法を使って質量分析計でタンパク質を定量する。そのために、各サブユニットを無細胞タンパク質合成系あるいは大腸菌内で合成し、トリプシンで消化後、MRM法に適したペプチドを同定し、化学合成したペプチドを用いてMRM法でタンパク質を定量する。リン酸化されたACC合成酵素を認識するPP2AのBサブユニットが同定された場合は、生体内・組織内でも役割を検証する。
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