植物のマグネシウムチャネルMRS2におけるアルミニウム阻害と輸送の分子機能的解明

• 研究課題/領域番号: 15K07399
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 京都府立大学
• 研究代表者: 石嶌 純男 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (70184520)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: マグネシウムイオン / 膜輸送タンパク質 / アルミニウム / シロイヌナズナ / イネ / リポソーム

研究成果の概要

植物のマグネシウム膜輸送を担うと考えられていた MRS2 タンパク質について、シロイヌナズナ 3種 およびイネ 2種類の MRS2 タンパク質のMg2+の輸送とAlによる阻害効果およびAl 輸送を、人工脂質二重層膜に再構成した精製タンパク質および変異大腸菌における機能相補実験により、解析した。その結果、MRS2 タンパク質は、Mg2+輸送能をもつMg2+輸送タンパク質であるが、そのAl感受性は、MRS2 タンパク質によって大きく異なることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Magnesium uptake of Arabidopsis transporters, AtMRS2-10 and AtMRS2-11, expressed in Escherichia coli mutants: Complementation and growth inhibition by aluminum (2015)
  • 著者名/発表者名: Sumio Ishijima, Misaki Uda, Tomohiro Hirata, Makiko Shibata, Nozomi Kitagawa, Ikuko Sagami
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta 巻: 1848 号: 6 ページ: 1376-1382
  • DOI: 10.1016/j.bbamem.2015.03.005
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] バクテリアのZn2+輸送タンパク質ZntBと構造が似ているイネ由来の機能未知な膜タンパク質 OsZntB-likeのZn2+と他のカチオン輸送機能解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 津守 雄太、佐上 郁子、石嶌 純男
  • 学会等名: 日本生物高分子学会2017年度大会
• [学会発表] イネ由来Mg2+輸送タンパク質OsMRS2-1のMg2+輸送とAlによる阻害効果解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 居田 萌、宇田 美沙紀、佐上 郁子、石嶌 純男
  • 学会等名: 日本生物高分子学会2017年度大会
• [学会発表] シロイヌナズナのMg2+輸送タンパク質AtMRS2-1とAtMRS2-10の細胞外loop領域はAl3+に対する挙動に影響しない (2017)
  • 著者名/発表者名: 德増 慧乃、堀田 あゆみ、居田 萌、佐上 郁子、石嶌 純男
  • 学会等名: 日本生物高分子学会2017年度大会
• [学会発表] イネ由来Mg2+輸送タンパク質OsMRS2-1はAl3+存在下でもMg2+を輸送する (2017)
  • 著者名/発表者名: 居田 萌、宇田 美沙紀、佐上 郁子、石嶌 純男
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] Mg2+輸送タンパク質AtMRS2-1、AtMRS2-10の細胞外loop領域がもたらすAl3+阻害効果への影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 德増 慧乃、堀田 あゆみ、居田 萌、佐上 郁子、石嶌 純男
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] 細菌のZn2+輸送タンパク質ZntBに構造類似のイネ由来機能未知膜タンパク質 OsZntB-likeはZn2+輸送する (2017)
  • 著者名/発表者名: 津守 雄太、佐上 郁子、石嶌 純男
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] 大腸菌Mg2+要求性変異株の生育を相補するイネ由来Mg2+輸送タンパク質 OsMRS2-1 および OsMRS2-6 のAl3+による生育阻害効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 居田 萌、宇田 美沙紀、佐上 郁子、石嶌 純男
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2016-09-25
• [学会発表] 大腸菌Mg要求性変異株を用いた、シロイヌナズナ由来 CorA family タンパク質 AtMRS2-1 の機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀田 あゆみ、真鍋 佑里、佐上 郁子、石嶌 純男
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2016-09-25
• [学会発表] シロイヌナズナのMg2+輸送タンパク質AtMRS2-10の二価カチオン輸送能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 德増 慧乃、新川 友梨、石嶌 純男、佐上 郁子
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2016-09-25
• [学会発表] 大腸菌Mg2+要求性変異株を用いた、シロイヌナズナ由来 CorA family タンパク質 AtMRS2-1 のMg2+輸送能とMg2+輸送に対するAl3+の効果の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀田 あゆみ、真鍋 佑里、佐上 郁子、石嶌 純男
  • 学会等名: 日本生物高分子学会2016年度大会
  • 発表場所: 東邦大学理学部（千葉県船橋市）
  • 年月日: 2016-09-09
• [学会発表] イネ由来Mg2+輸送タンパク質 OsMRS2-1 と OsMRS2-6 における大腸菌Mg2+要求性変異株の相補とAl3+による生育阻害効果の違い (2016)
  • 著者名/発表者名: 居田 萌、宇田 美沙紀、佐上 郁子、石嶌 純男
  • 学会等名: 日本生物高分子学会2016年度大会
  • 発表場所: 東邦大学理学部（千葉県船橋市）
  • 年月日: 2016-09-09
• [学会発表] リポソームに再構成したシロイヌナズナMg2+輸送タンパク質AtMRS2-10の二価カチオンに対する挙動 (2016)
  • 著者名/発表者名: 德増 慧乃、新川 友梨、佐上 郁子、石嶌 純男
  • 学会等名: 日本生物高分子学会2016年度大会
  • 発表場所: 東邦大学理学部（千葉県船橋市）
  • 年月日: 2016-09-09
• [学会発表] イネ由来Mg2+輸送タンパク質 OsMRS2-1 および OsMRS2-6 の大腸菌Mg2+要求性変異株を用いた機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 居田 萌、宇田 美沙紀、佐上 郁子、石嶌 純男
  • 学会等名: 日本農芸化学会関西支部 第494回講演会
  • 発表場所: 京都府立大学（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-05-21
• [学会発表] シロイヌナズナの液胞膜に局在するMgイオン輸送タンパク質AtMRS2-1 に対するAlイオンの効果の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 堀田 あゆみ、真鍋 佑里、佐上 郁子、石嶌 純男
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸国際展示場
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] シロイヌナズナの葉緑体タンパク質AtMRS2-11のGMN保存モチーフ変異体のMg2+輸送能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 塩見 里佳子、北川 のぞみ、宇田 美沙紀、佐上 郁子、石嶌 純男
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸国際展示場
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] シロイヌナズナ由来Mg2+輸送タンパク質AtMRS2-1 に対するAl3+の効果の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 堀田 あゆみ、真鍋 佑里、佐上 郁子、石嶌 純男
  • 学会等名: 日本生物高分子学会2015年度大会
  • 発表場所: 香川大学 幸町キャンパス
  • 年月日: 2015-09-19
• [学会発表] CorA ファミリータンパク質AtMRS2-11 のGMN 保存モチーフ変異体のMg2+輸送能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 塩見 里佳子、北川 のぞみ、宇田 美沙紀、佐上 郁子、石嶌 純男
  • 学会等名: 日本生物高分子学会2015年度大会
  • 発表場所: 香川大学 幸町キャンパス
  • 年月日: 2015-09-19
• [備考] 京都府立大学生命環境科学研究科応用生命科学専攻高次細胞機能化学研究室ホームページ
  • URL: http://www2.kpu.ac.jp/life_environ/cell_macromol_chem/
• [備考] 京都府立大学大学院生命環境科学研究科細胞高分子化学研究室ホームページ
  • URL: http://www2.kpu.ac.jp/life_environ/cell_macromol_chem/ishijima.html