2015 Fiscal Year Research-status Report
植物の細胞生死を制御するジスルフィド産生系の分子機構
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26450116
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
恩田 弥生 愛媛大学, 農学部, 准教授 (70368463)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 植物 / 酵素 / ジスルフィド結合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は植物におけるタンパク質ジスルフィド結合形成と過酸化水素産生・崩壊の制御機構を明らかにすることを目的とする。平成27年度はジスルフィド産生酵素の一つであるQuiescinスルフヒドリル酸化酵素（QSOX）の機能に着目した。QSOXは活性部位システインペアと補酵素フラビンアデニンジヌクレオチドを有し、基質タンパク質のシステイン残基側鎖スルフヒドリル基から電子を引き抜き酸素分子へ伝達する。イネ（Oryza sativa）QSOXを緑色蛍光タンパク質との融合タンパク質として発現する形質転換イネ系統を作製・選抜し顕微鏡解析を行った結果、種子胚乳細胞においてQSOXは小胞体に局在した。種子登熟過程において貯蔵タンパク質群はタンパク質顆粒に分別集積・輸送されるが、ジスルフィド結合形成はこの貯蔵タンパク質の安定かつ大量な蓄積とタンパク質顆粒の発達に必須である。そこで、RNA干渉法によりイネQSOXのノックダウン系統を作製・選抜し、QSOX発現抑制がタンパク質顆粒の発達に与える影響を調べた。顕微鏡解析を行った結果、QSOXノックダウン胚乳細胞ではタンパク質顆粒の発達が阻害された。タンパク質ジスルフィド結合形成に必要な酸化力は酸素分子から供給され、結果、副産物として過酸化水素を産生すると考えられる。本研究成果により、イネ胚乳細胞小胞体においてQSOXを介したジスルフィド産生・伝達系が機能し、種子登熟過程におけるタンパク質ジスルフィド結合形成と過酸化水素産生を制御する因子の一つとして重要な役割を担う可能性が示唆された。
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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
申請者はイネ胚乳細胞の小胞体においてQuiescinスルフヒドリル酸化酵素（QSOX）を介したジスルフィド産生・伝達系が機能していることを生化学・分子生物学・細胞生物学的解析により見出した。本研究成果はQSOXがタンパク質顆粒と胚乳細胞の発達に新たな役割を担う可能性を示唆し、本研究課題が目的とする植物におけるタンパク質ジスルフィド結合形成と過酸化水素産生の制御機構の解明に大きく貢献する。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度の研究成果に基づき、平成28年度は植物ジスルフィド産生・伝達酵素がオルガネラ形態と細胞生死の制御に果たす役割について解析を進める。
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| Causes of Carryover |
オルガネラ染色に用いる蛍光試薬の購入を抑えることが可能となったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度において生化学・分子生物学・細胞生物学研究試薬の購入に使用する。
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