2010 Fiscal Year Annual Research Report
イネのUVB抵抗性の主要因子であるCPD光回復酵素のリン酸化修飾に関する解析
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21780294
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
寺西 美佳 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 助教 (10333832)
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| Keywords | 紫外線 / 植物 / CPD光回復酵素 / リン酸化修飾 / UVB抵抗性 |
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| Research Abstract |
イネの紫外線B(UVB:280-320nm)抵抗性を左右する主要因子は、UVBによって生じたDNA損傷(シクロブタン型ピリミジン二量体:CPD)を修復するCPD光回復酵素である。イネにおいて、CPD光回復酵素はリン酸化修飾を受けていることが見出されたが、その生理学的意義は明らかでない。そこで、リン酸化修飾によって酵素活性が変化するかを解析するため、イネに含まれるリン酸化型と非リン酸化型のCPD光回復酵素を分離精製し、活性を測定した。その結果、in vitroにおいて、リン酸化型と非リン酸化型のCPD光回復酵素の活性には差が見られなかった。
次にリン酸化修飾がCPD光回復酵素の細胞内局在性に与える影響を明らかにするため、変異型CPD光回復酵素を発現する組換え植物を作製した。リン酸化修飾を受けるアミノ酸残基(セリン)を、非リン酸化型(アラニン)、または偽リン酸化型(アスパラギン酸)に置換したCPD光回復酵素を発現する遺伝子を作製し、CPD光回復酵素を欠損したシロイヌナズナ(uvr2-1)に対して、フローラルディップ法にて導入した。目的の遺伝子が導入された系統を選抜し、後代世代を育成し、変異型CPD光回復酵素遺伝子をホモに持つT3世代の種子を得ることができた。
CPD光回復酵素がどのようなシグナルによってリン酸化修飾を受けるかを明らかにするため、リン酸化酵素の同定を試みた。まず、細胞抽出液を用い、試験管内にてCPD光回復酵素のリン酸化修飾する実験系を確立した。様々な金属イオンを用いてリン酸化活性の有無を検出したところ、CPD光回復酵素のリン酸化酵素は、補因子としてマグネシウムを必要とすることが明らかになった。
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