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植物生体膜の亜鉛輸送システムの解析

研究課題

研究課題/領域番号 10J01010
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 応用生物化学
研究機関名古屋大学 (2011)
神戸大学 (2010)

研究代表者

河内 美樹  名古屋大学, 高等研究院, 特任助教

研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2011年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2010年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード亜鉛 / 膜輸送体 / 液胞 / 国際研究者交流 / ドイツ
研究概要

<新規亜鉛輸送体の機能解析>
酵母の亜鉛輸送体ZRT3は液胞膜に局在し、液胞内の亜鉛を細胞質に輸送することで、亜鉛欠乏耐性に重要な役割を果たしている事が報告されている。しかし植物では液胞から細胞質へ亜鉛を輸送する亜鉛輸送隊は同定されていない。そこで、Arabidopsis thalianaの中でZRT3と相同性の高いZIPタイプの輸送隊
At3g20870(ZTP29)とAt3g08650(ZIP13)を液胞膜型亜鉛供給輸送隊の候補として研究を行ってきた。しかしこれまでの研究でZIP13はERに局在する事が明らかになった。また他の研究グループからZTP29もERに局在すること、そして、ZTP29は塩耐性に関わりT-DNA挿入欠損株は塩感受性になるとの報告がされた。そこでZIP13のT-DNA挿入株の塩耐性試験を行ったが、野生株よりも顕著な塩耐性の低下は見られなかった。しかし、GUSを用いたプロモーター解析では、125mM NaCl存在下でZIP13の発現が通常条件よりも増加している事が観察された。今後、ZIP13とZTP29の二重欠損株を用いてさらに解析を進める予定である。
<液胞膜型亜鉛輸送体AtMTP1の機能解析>
これまでの変異導入解析で基質選択性に関わるアミノ酸残基、活性調節に関わるアミノ酸残基が明らかになった。これらのアミノ酸残基を複数箇所同時に変異導入した変異型MTP1を作成して、酵母異種発現系をもちいてZn,Cd,Co,Fe,Mn耐性試験を行った。一カ所に変異を加えたときと同程度の金属耐性を示し、複数箇所に変異を加えたことにより酵母の金属耐性が顕著に増加する事はなかった。今後は、変異型MTP1を発現させた酵母から液胞膜を調整して、金属の輸送速度、親和性を測定することでより詳細に解析を進める。

現在までの達成度 (区分)
理由

平成24年度分辞退

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Amino acid screening based on structural modeling identifies critical residues for function, ion selectivity and structure of Arabidopsis MTP12012

    • 著者名/発表者名
      Kawachi, M., et al
    • 雑誌名

      FEBS Journal

      巻: (掲載確定) 号: 13 ページ: 2339-2356

    • DOI

      10.1111/j.1742-4658.2012.08613.x

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arabidopsis requires balanced ZIF1-dependent nicotianamine transport into vacuoles under Fe deficiency and for Zn sequestration2012

    • 著者名/発表者名
      Haydon, M., et al
    • 雑誌名

      Plant Cell

      巻: 24 号: 2 ページ: 724-737

    • DOI

      10.1105/tpc.111.095042

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] シロイヌナズナ液胞膜亜鉛輸送体AtMTP1のイオン選択性および活性調節機構解明2012

    • 著者名/発表者名
      河内美樹
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      京都産業大学
    • 年月日
      2012-03-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナ液胞膜亜鉛輸送体AtMTP1のイオン選択性および活性調節機構解明2011

    • 著者名/発表者名
      河内美樹
    • 学会等名
      日本生体エネルギー研究会
    • 発表場所
      京都産業大学
    • 年月日
      2011-12-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Molecular physiological analysis of His-rich region of Arabidopsis vacuolar membrane Zn transporter AtMTP12010

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Maeshima
    • 学会等名
      The 60th Fujihara Seminar "Zinc Signaling and Cellular Functions"
    • 発表場所
      大阪国際会議場(大阪府)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 亜鉛トランスポーターのイオン選択性と基質濃度認識に関わる構造2010

    • 著者名/発表者名
      前島正義
    • 学会等名
      第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(兵庫県)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] Application of radioisotope in biochemical analysis : Metal binding proteins and metal transporters. Radioisotopes-Applications in Bio-Medical Science2011

    • 著者名/発表者名
      Kawachi, M., et al
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      InTech
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] Detoxification of Heavy Metals.2011

    • 著者名/発表者名
      Miki Kawachi
    • 出版者
      A.Springer, Heidelberg, Germany.,印刷中
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-12-03   更新日: 2024-03-26  

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