2020 Fiscal Year Research-status Report
気孔孔辺細胞における青色光に応答したデンプン分解機構の解明
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19K16171
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
山内 翔太 山口大学, 大学院創成科学研究科, 学術研究員 (70838052)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | フォトトロピン / デンプン分解 / 気孔開口 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者らは青色光依存の気孔開口に関与する因子を同定することを目的としたリン酸化プロテオーム解析により、青色光依存的にリン酸化されるE3ユビキチンリガーゼを同定し、BEC1(BLUE LIGHT E3 COMPONENT1)と名付けた。変異体の表現型解析からBEC1は青色光によるデンプン分解の鍵因子であることが示唆された。
BEC1のリン酸化を特異的に認識する抗リン酸化抗体を作製し、BEC1のリン酸化がフォトトロピン依存的に起こるかを調べた。野生株の孔辺細胞では青色光依存的にBEC1はリン酸化されたが、フォトトロピン欠損株ではリン酸化が見られなかった。さらに、H+-ATPase活性化剤を与えたところBEC1はリン酸化されなかった。このことからBEC1はH+-ATPaseの活性化とは別の経路でフォトトロピンからの情報を受け取ることが示唆された。
これまでにフォトトロピンは基質あるBLUS1キナーゼ、CBCキナーゼリン酸化することにより気孔を開口させることが分かっている。BEC1がこれらの下流でリン酸化されるかを変異体を用いて調べた。その結果、blus1変異体、cbc変異体ではBEC1は正常にリン酸化されることがわかった。このことからBEC1は既知のフォトトロピンの基質の下流には存在しないことがわかった。
BEC1のリン酸化部位をアミノ酸置換した非リン酸化体をbec1変異体に導入した形質転換体を作成し、気孔開口とデンプン分解を調べた。野生型のBEC1を導入した形質転換体はbec1変異体の気孔開口とデンプン分解を回復したが、非リン酸化体では回復しなかった。このことからBEC1のリン酸化は気孔開口とデンプン分解に重要であることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
抗リン酸化抗体を作製し、BEC1の情報伝達における位置づけを明確にした。また、非リン酸化体を用いた解析により、BEC1のリン酸化の意義に迫った。さらに、擬似リン酸化体を作出済みでリン酸化の意義を明らかにする準備ができているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
擬似リン酸化体を導入した形質転換体を用いて、デンプン動態と気孔開口を調べる。これによりBEC1のリン酸化の意義を明らかにする。共同免疫沈降法により得られた、BEC1と複合体を形成するキナーゼを大腸菌に作製し、in vitro kinase assayを行うことでBEC1をリン酸化するキナーゼを明らかにする。
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