植物の感染防御応答におけるMAPキナーゼ情報伝達系の機能解析

• 研究課題/領域番号: 03J01960
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 植物保護
• 研究機関: 独立行政法人農業生物資源研究所
• 研究代表者: 加藤 新平 独立行政法人農業生物資源研究所, 生理機能研究グループ, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円); 2005年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2004年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2003年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
• キーワード: 耐病性 / 情報伝達 / リン酸化 / MAPキナーゼ / カルシウム / カルモジュリン

研究概要

カルモジュリン(CaM)は真核生物に普遍的なCa^<2+>結合タンパク質であり、Ca^<2+>依存的・非依存的に標的タンパク質に結合しその活性を調節する。我々は新規なCaM結合タンパク質としてMitogen-activated protein kinase (MAPK)脱リン酸化酵素(NtMKP1)を同定した。MAPKはMAPKカスケードと呼ばれる情報伝達経路を構成し、細胞外の刺激を細胞内の応答へと伝達する真核生物に普遍的かつ重要な情報伝達因子である。NtMKP1はタバコのストレス応答性MAPKであるSIPKを脱リン酸化し不活性化した。また、NtMKP1を過剰発現させた形質転換タバコにおいて傷害によるSIPKの活性化が顕著に抑制された。発現タンパク質を用いた解析より、NtMKP1の脱リン酸化活性はSIPKとの結合により顕著に活性化され、CaMとの結合によっては活性化されないことが明らかになった。アミノ酸置換クローンを用いた解析より、NtMKP1とSIPKの結合にはNtMKP1の41番目のリジンと43番目のアルギニンおよびSIPKの350番目のアスパラギン酸が重要な役割を果たすことが明らかになった。N.benthamianaにおける一過的発現系を用いたin vivoでの解析からも、NtMKP1がSIPKと結合し不活性化するのにNtMKP1の41番目のリジンと43番目のアルギニンが重要でありCaMの結合は必須ではないことが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Catalytic activation of the plant MAPK phosphatase NtMKP1 by its physiological substrate salicylic acid-induced protein kinase but not by calmodulins. (2005)
  • 著者名/発表者名: Katou, S., Karita, E., Yamakawa, H., Seo, S., Mitsuhara, I., Kuchitsu, K., Ohashi, Y.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 280 ページ: 39569-39581
• [雑誌論文] A mitogen-activated protein kinase NtMPK4 activated by SIPKK is required for jasmonic acid signaling and involved in ozone tolerance via stomatal movement in tobacco. (2005)
  • 著者名/発表者名: Gomi, K., Ogawa, D., Katou, S., Kamada, H., Nakajima, N., Saji, H., Soyano, T., sasabe, M., Machida, Y., Mitsuhara, I., Ohashi, Y., Seo, S.
  • 雑誌名: Plant ＆ Cell Physiology 46 ページ: 1902-1914
• [文献書誌] Yamakawa, H., Katou, S., Seo, S., Mitsuhara, I., Kamada, H., Ohashi, Y.: "Plant mitogen-activated protein kinase phosphatase interacts with calmodulins."Journal of Biological Chemistry. 279. 928-936 (2004)