| 研究課題/領域番号 |
16380119
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
林産科学・木質工学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
高部 圭司 京都大学, 農学研究科, 助教授 (70183449)
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| 研究分担者 |
吉永 新 京都大学, 農学研究科, 助手 (60273489)
粟野 達也 京都大学, 農学研究科, 助手 (40324660)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
15,600千円 (直接経費: 15,600千円)
2006年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2005年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2004年度: 10,000千円 (直接経費: 10,000千円)
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| キーワード | リグニン / モノリグノール / F5H / SAD / ラッカーゼ / ATP / 膜タンパク質 / 4CL / 生合成 / 酵素 / 4-クマール酸CoAリガー / ポプラ / 分化中木部 / ミクロソーム / コニフェリルアルコール / シナピルアルコール |
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| 研究概要 |
リグニンの生合成は3段階で進行する。第1段階は細胞内でのモノリグノール類の生合成であり、第2段階はそれらの細胞壁への輸送である。第3段階は細胞壁中でのモノリグノール類の高分子化である。モノリグノール類の生合成には多数の酵素が関与しているが、本研究ではフェルラ酸-5-ヒドロキシラーゼ(F5H)とシナピルアルコールデヒドロゲナーゼ(SAD)の細胞内局在を免疫細胞化学法で調べた。F5H、SADともに、二次壁形成中のポプラ分化中木部に標識が認められた。F5Hは粗面小胞体の膜上に免疫標識が認められたのに対し、SADは細胞質基質上に標識が認められた。後者は壁形成が進行するにつれ、細胞膜近傍に局在する傾向が認められた。これらの結果は、フェルラ酸が5-ヒドロキシフェルラ酸に変換される反応やコニフェリルアルデヒドが5-ヒドロキシコニフェリルアルデヒドに変換される反応が、粗面小胞体の膜上で行われている可能性を示唆している。また、SADが細胞質基質上に分布していることは、シナピルアルデヒドのシナピルアルコールへの変換が細胞質基質で行われていることを示唆している。
細胞膜上には、モノリグノール類の輸送に関与する膜タンパク質が存在する可能性がある。そのため、ポプラ分化中木部より超遠心法でミクロソーム画分を得て、モノリグノール類の取り込みを調べた。その結果、ATP存在下でコニフェリンを輸送する膜タンパク質が存在することが示された。
モノリグノール類の重合にはペルオキシダーゼ類やラッカーゼの関与が示唆されている。前者のうち、酸性ペルオキシダーゼは細胞膜上に局在することが示されており、本研究ではラッカーゼの免疫局在を調べた。ラッカーゼの標識はポプラ分化中木部の細胞壁上にわずかに認められたが、そのほとんどは放射柔細胞壁の内表面に存在した。この結果は、ラッカーゼの細胞壁木質化への関与の可能性が低いことを示唆している。
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