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原核・真核微生物に普遍的な二成分リン酸リレー情報伝達ネットワークの分子基盤解析

研究課題

研究課題/領域番号 10480191
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 分子生物学
研究機関名古屋大学

研究代表者

水野 猛  名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (10174038)

研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
10,200千円 (直接経費: 10,200千円)
2000年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
1999年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
1998年度: 4,700千円 (直接経費: 4,700千円)
キーワード大腸菌 / 分裂酵母 / 情報伝達 / リン酸化 / リン酸リレー / 環境応答 / 高等植物 / シロイヌナズナ / His-Asp情報伝達 / サイトカイニン / センサー / 細胞内情報伝達 / タンパク質のリン酸化 / 遺伝子発現制御 / リン酸リレー系
研究概要

細胞内情報伝達ネットワークに関する最近の研究から得られた一般的理解は、情報伝達は各種の蛋白質間での相互作用と蛋白質のリン酸化を介したシグナル調節機構に還元できる。これらの情報伝達プロセスは逐次反応(カスケード)を形成しているだけでなく,各カスケード間でのクロストークを介した高次情報伝達ネットワークの形成が種々の環境シグナルへの調和のとれた細胞応答にとって必須である。真核細胞においてはシグナル受容体型チロシンキナーゼからMAPキナーゼカスケードを介して核内へ情報が伝達される過程にその典型を見ることができる。この情報伝達プロセスに関与する各種のシグナル受容因子の実体や、各種セリン・トレオニンキナーゼやホスファターゼの実体が分子生物学的・構造生物学的アプローチを併用して解き明かされつつある。一方、原核細胞で明らかにされつつある情報伝達系はいささか趣を異にしており、シグナル受容体型ヒスチジンキナーゼを主体としている。さらに、ネットワークの形成はヒスチジン残基とアスパラギン酸残基のリン酸化修飾によるシグナルの伝達・制御に基づいたHis-Aspリン酸リレー系が基本をなしている。最も興味深い最近の知見は、当初原核細胞に固有と思われたHis-Aspリン酸リレー系が酵母や高等植物にも広く存在し、多くの場合に真核生物固有のMAPキナーゼカスケードと直接カップルしていることが示されたことである。申請者らは長年にわたり原核細胞におけるHis-Aspリン酸リレー系に関する研究を積み重ねてきたが、上記のような背景を考えたとき、厚核・真核両生物を対象としたHis-Aspリン酸リレー系の分子基盤の普遍的理解が当該分野の進展にとって急務であり、またその好機であると考えるに至った。そこで敢えて複数の幅広い材料を対象として、それらを統一的観点から眺めることにより、高次情報伝達ネットワークにおけるHis-Aspリン酸リレー系の位置づけと普遍概念に関する分子論的理解を深めることを本研究計画の主眼において研究を遂行してきた。具体的には、His-Aspリン酸リレー型情報伝達ネットワークの普遍的分子基盤を、分子遺伝学が駆使できる大腸菌・分裂酵母・高等植物(シロイヌナズナ)の三種のモデル生物を対象に、分子生物学的・分子遺伝学的アプローチを主体として総合的に解析することを目的とした。大腸菌と分裂酵母では環境浸透圧への細胞応答的情報伝達系に、高等植物においては植物ホルモンへの応答的情報伝達系に見られる普遍的His-Aspリン酸リレー型情報伝達ネットワークをそれぞれ具体的生命現象の対象とした。これらの対象ついて、受容体型ヒスチジンキナーゼ→→His-リン酸化型情報伝達因子→→Asp-リン酸化型情報伝達因子間でのリン酸リレー高次情報伝達ネットワークの分子基盤に関して、これら原核・真核生物に普遍的側面(概念)を視野に入れつつ総合的な解析を行った。特に真核生物系では既によく調べられているMAPキナーゼカスケードのような真核細胞固有の情報伝達ネットワークとのリンケージ(クロストーク)を視野に入れた解析を行ってきた。これらの成果は成果報告書(別冊)としてとりまとめた。

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (38件)

  • [文献書誌] Ikegami,T. et al.: "Solution structure and dynamic character of the histidine-containg phosphotransfer domain of ArcB from E,coli"Biochemistry. 40. 375-386 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsushika,A. et al.: "Circadian waves of expression of the AIRRI/TOC1 family of pseuds-response regulator in A.thaliana"Plant Cell Physiol.. 41. 1002-1012 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Katoh et al.: "High precision NMR structure of YhhP,a novel E.coli protein implicated in cell division."J.Mol.Biol.. 304. 219-229 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Suzuki et al.: "Compilation and characterzation of histidine-containing phosphotrunsrnitters implicated in His-to-AsP phosphorelay in plants"Biosci.Biotechnol.Biochem.. 64. 2486-2489 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Aoyama et al.: "Spy1,a histidine-containing Phosphotransfer(HPt) signaling protein regulated fission yeast cell cycle through the McS4 response regulator"J.Bacteriol. 182. 4868-4874 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Makino et al.: "Gene in coding pseudo-response regulators : Insight into His-to-AsP phosphorelay and circadian shythin in A.thaliana"Plant Cell Physiol.. 41. 791-803 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ishii, Y., Yamada, H., Yamashino, T., Ohashi, K., KatoH,E., Shindo, H., Yamazaki, T., Mizuno, T.: "Deletion of the yhhP gene results in filamentous cell morphology in Escherichia coli."Biosci.Biotechnol.Biochem.. 64. 799-807 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Aoyama.K., Kawaura, R.., Yamada, H., Aiba, H., Mizuno, T.: "Identification and characterization of a novel gene, hos3+, the function of which is necessary for growth undr high osmotic stess in fission yeast."Biosci.Biotechnol.Biochem. 64. 1099-1102 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsushika, A., Mizuno, T.: "Characterization of three putative sub-domains in the signal-input domain of the ArcB hybrid sensor in Escherichia coli."J.Biochem.(Tokyo). 127. 855-860 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsubara, M., Mizuno, T.: "The SixA phospho-histidine phosphatase modulates the ArcB phosphorelsy signal transduction in Escherichia coli."FEBS Lett.. 470. 118-124 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Makino, S., Kiba, T., Imamura, A., Hanaki, N., Nakamura, A., Suzuki, T., Taniguchi, M., Ueguchi, C., Sugiyama, T., Mizuno, T.: "Gene encoding pseudo-response regulators : Insight into His-to-Asp phosphorelay and circadian rhythm in Arabidopsis thaliana."Plant Cell Physiol.. 41. 791-803 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsubara, M., Kitaoka, S., Takeda, S., Mizuno, T.: "Tuning of the porin expression under anaerobic growth conditions by His-to-Asp cross-phosphorelay through both the EnvZ-osmosensor and ArcBanaerosensor in Escherichia coli."Genes to Cells. 5. 555-569 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ohmiya, R., Yamada, H., Kato, C., Aiba, H., Mizuno, T.: "The Prr1 response regulator is essential for transcription of ste11+ and sexual development in fission yeast."Mol.Gen.Genet. 264. 441-451 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Aoyama, K., Aiba, H., Mizuno, T.: "Spy1, a histidine-containing phosphotransfer (HPt) signaling protein regulates fission yeast cell cycle through the Mcs4 response regulator."J.Bacteriol.. 182. 4868-4874 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Suzuki, T., Sakurai, K., Imamura, A., Nakamura, A., Ueguchi, C., Mizuno, T.: "Comlilation and characterization of histidine-containing phosphotransmitters implication in His-to-Asp phosphorelay in plants : AHP signal transducers of Arabidopsis thaliana."Biosci.Biotechnol.Biochem.. 64. 2486-2489 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakamichi, N., Yamamoto, E., Yamada, H., Aiba, H., Mizuno, T.: "Identification and characterization of a novel gene, hos2, the function of which is necessary for growth under high osmotic stress in fission yeast."Biosci.Biotechnol.Biochem.. 64. 2493-2496 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Katoh, E., Hatta, T., Shindo, H., Ishii, Y., Yamada, H., Mizuno, T., Yamazaki, T.: "High precision NMR structure of YhhP, a novel escherichia coli protein implicated in cell division."J Mol Biol.. 304. 219-29 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsushika, A., Makino.S., Kojima, M., Mizuno, T.: "Circadian waves of expression of the APRR1/TOC1 family of pseudo-response regulators in Arabidopsis thaliana : Insight into the plant circadian clock."Plant Cell Physiol.. 41. 1002-1012 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ikegami,T.et al.: "Solution structau and dymamic character of the sistidime-comtaimg phosphotramsfer demaim of Arc B from E.coli"Biochemistry. 40. 375-386 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Matsushika,A.et al.: "Circadiam waues of upressiom of the AIRRI/ToC1 family lf pseudi-se spomce segulator in A.thuliama"Plant Cell Physiol.. 41. 1002-1012 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Katoh et al.: "High precistom NMR struclus of YlhP, a movel E.voli protein simplicities in ull division."J.Mol.BTol.. 304. 219-229 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Suguki et al.: "Compilation and characterig ation of histidine-contaiming phosphrtunsrnitters miplicaled in His-To-Asp phosphorelay in plants"Biosu.Biotechnsl.Biochem. 64. 2486-2489 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Aoyama et al.: "Spy1, a histidine-containimg Phosphotrausfer (HPt) sigmating Protein negulates fissiom yeastull Cycle thsussh c/m Mcs4 nesponce neynlstor"J.Bacteriol. 182. 4868-4874 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Makino et al.: "Gene en coding pseudo-sespanse segulators : In sight intr His-to Asp phosphorelay and ceicadiamshytlm in A.thaliama"Plant Cell Physiol.. 41. 791-803 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Imamura,A. et al.: "Compilation and Characterization of Arabidopsis thaliana response regulators implicated in His-Asp phosphorelay signal transduction"Plant Cell Physiol. 40. 733-742 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kiba,T. et al.: "Differential expression of genes for response regulators in response to cytokinins and nitrate in Arabidopsis thaliana."Plant Cell Physiol. 40. 767-771 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Nakamura, A. et al.: "Biochemical characterization of putative cytokinin-responsive His-Kinase, CKI1, from Arabidopsis thaliana."Biosci. Biotechnol. Biochem.. 63. 1627-1630 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Ohmiya, R., et al.: "Isolation of multicopy suppressors of the calcium sensitivity of a mutant lacking the bZIP transcription factor Atf1 in fission yeast"Mol. Gen. Genet.. 261. 297-306 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Ohmiya, R., et al.: "A fission yeast gene (Prr1^+) that encodes a response regulator implicated in oxidative stress response."J. Biochem.. 125. 1066-1999 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Ohta T., et al.: "The rpos function is crucial for bgl silencing by the C-terminaly truncated H-NS in Escherichia coli"J. Bacteriol. 181. 6278-6283 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 水野 猛: "大腸菌の浸透圧応答"化学と生物(学会出版センター). 37:276-281 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 水野 猛: "沈黙する遺伝子"化学と生物(学会出版センター). 37;:532-534 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Ogino,T., et al.,: "An Enchrichia coli protein that exhibily phosphohistidine phosphatace activity towards thi HPt domain of the Avc B sensor involved in the multister His- Asp phosphorelay" Mol.Microbiol.27. 573-585 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Imamura,A.,et.al.,: "Occurrence of a group of response requlators in plicated in His-Asp phosphotransfer signaling in Arabidopsis" Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 95. 2691-2696 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Mizuno,T.: "His-Asp phosphotransfer signal transduction" J.Bioclim (Tokyo). 123. 555-563 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Matsushika,A.et.al.,: "A Dual-signaling mechanism mediated by the ArcB hybrid sensor kinase comtaining the HPt-domain in Escherichia coli" J.Baderiol.180. 3973-3977 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Yamada,H.,et.al.,: "An Arabidopsis protein that interacts with the cytokinine-inetacitaly response regalator,ARR4,implicated in the His-Asp phosphorelay" FEBS Lett.436. 76-80 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Suzuki,et al.: "Histidine-containing phosphotrunsfer (H84)signal than sducess inplicated in His-to-Asp phosphorelay in Arabidopsis." Plant Cell Phys.39. 1258-1268 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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