植物の生体防御機構におけるポリアミンの役割の解明

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25450124
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 高橋 芳弘 東北大学, 生命科学研究科, 准教授 (20390891)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: ポリアミン / ポリアミンオキシターゼ / シロイヌナズナ

Research Abstract

ジアミンのプトレッシン、トリアミンのスペルミジン、テトラアミンのスペルミンやサーモスペルミンを代表とするポリアミンは、細胞分裂、胚発生、形態形成、維管束分化、老化機構や花器官の発育促進など、植物の生長制御機構に必須であるばかりでなく、様々な環境ストレスに対する生体防御機構にも深く関わる事が示唆されている。そこで本研究では、ポリアミンの機能をより明確化することで農作物生産性や品質の向上に役立てる事を大きな目標に、ポリアミン合成系に比較して知見の乏しいポリアミン分解機構の理解、特にポリアミン分解に関わる酵素、ポリアミンオキシターゼに着目し、機能や特徴、環境応答機構への関わりなどを明確化する事を目的とした。
これまでの解析から、植物には複数のポリアミンオキシターゼをコードする遺伝子群が保存されており、アミノ酸配列を用いた分子系統解析の結果いくつかのグループに分類され、また、アミノ酸配列の相同性は比較的高いものの、それぞれの酵素化学的特徴が異なる事が明らかとなっている。そこで本研究ではシロイヌナズナのポリアミンオキシターゼ遺伝子群を用いて、各グループに属する遺伝子双方の断片から一つのポリアミンオキシターゼタンパク質を構成する様々なキメラ遺伝子を作製し、これらのリコンビナントキメラタンパク質群の大まかな酵素化学的特徴を理解した。そして現在、基質認識機構に関わる重要アミノ酸の同定へ向けた詳細な解析を継続中である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

おおむね順調に達成しており、研究実績の概要に記載した通り、ポリアミンオキシターゼの基質認識機構に関わる重要なアミノ酸の同定へ向けた研究が進行中である。また、次年度に計画している研究を行う為の材料調整などに関してもおおむね順調に進行中である。

Strategy for Future Research Activity

今後は、ポリアミンオキシターゼの基質認識に重要なアミノ酸を同定すると共に、ポリアミンオキシターゼと環境ストレス耐性機構の関連性、生体防御機構に寄与するポリアミン型機能分子の有効性などを調査する。