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植物タンパク質の液胞局在性を制御する新規なメカニズムの解明と応用

研究課題

研究課題/領域番号 17380198
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 応用分子細胞生物学
研究機関東北大学

研究代表者

中山 亨  東北大学, 大学院工学研究科, 教授 (80268523)

研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
14,900千円 (直接経費: 14,900千円)
2006年度: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
2005年度: 10,500千円 (直接経費: 10,500千円)
キーワード液胞 / 輸送 / 細胞 / 植物二次代謝 / フラボノイド / オルガネラ / 酵素 / タンパク質
研究概要

本研究では,ポルフェノールオキシダーゼ(PPO)のホモログであるオーロン合成酵素(AS)のキンギョソウ花弁細胞内での細胞内局在性や輸送経路を明らかにし,オーロンを代謝工学的に合成するたあの基盤を構築した.密度勾配遠心によるキンギョソウ花弁細胞オルガネラの分画実験や,オワンクラゲの緑色蛍光蛋白質(GFP)と酵素前駆体中の推定シグナル配列との融合蛋白質をコードする遺伝子を用いたトランジエントアッセイにより,ASが液胞局在性であることを明らかにした.これまでに知られているPPOは例外なくプラスチド(葉緑体)に局在することから,本酵素の細胞内局在性はPP0としては極めてユニークなものである.また,酵素前駆体のN末端に液胞輸送シグナルがコードされていることを示すとともに,この配列中に既知の植物液胞輸送シグナルの条件を満足する配列(N^<48>SLAY^<53>)を見いだし,その機能を変異解析により評価した.また,N末端推定シグナル配列とGFPの融合蛋白質遺伝子を,ドミナントネガティブ型のAtSarIミュータントと共発現させてトランジエントアッセイを行うことにより,この酵素前駆体が小胞体からゴルジ体を経由して液胞に運ばれることを明らかにした.さらにN末端推定シグナル配列のミュータントを用いたトランジエントアッセイにより,本酵素前駆体がmultivesicula body pathwayを経由して液胞に運ばれることに関する証拠を得ることができた.こうした知見に基づいて,フラボノイド生合成経路の代謝工学的制御によりオーロンを花弁に蓄積させる技術を確立した.本研究において明らかにしたASの細胞内局在性やその輸送経路は,ASを用いて代謝工学的にオーロンを合成するための重要な基盤を提供することができた.

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (19件)

  • [雑誌論文] Catalytic Role of Proton Transfers in the Formation of a Tetrahedral Adduct in a Serine Carboxyl Peptidase2006

    • 著者名/発表者名
      Haobo Guo et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 45

      ページ: 9192-9137

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Localization of a flavonoid biosynthetic polyphenol pxidase in vacuoles2006

    • 著者名/発表者名
      Eiichiro Ono et al.
    • 雑誌名

      Plant J. 45

      ページ: 133-143

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Isoflavone Conjugate-hydrolyzing β-Glucosidase from the Roots of Soybean (Glycine max) Seedlings : PURIFICATION, GENE CLONING, PHYLOGENETICS, AND CELLULAR LOCALIZATION2006

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Suzuki et al.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem. 281

      ページ: 30251-30259

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Localization of a flavonoid biosynthetic polyphenol oxidase in vacuoles2006

    • 著者名/発表者名
      Eiichiro Ono et al.
    • 雑誌名

      Plant J. 45

      ページ: 133-143

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] An Isoflavone Conjugate-hydrolyzing β-Glucosidase from the Roots of Soybean (Glycine max) Seedlings : PURIFICATION, GENE CLONING, PHYLOGENETICS, AND CELLULAR LOCALIZATION2006

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Suzuki et al.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 281

      ページ: 30251-30259

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Localization of a flavonoid biosynthetic polyphenol oxidase in vacuoles2006

    • 著者名/発表者名
      Eiichiro Ono, et al.
    • 雑誌名

      The Plant Journal 45

      ページ: 133-143

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Yellow flowers generated by expression of the aurone biosynthetic pathway2006

    • 著者名/発表者名
      Eiichiro Ono, et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 103

      ページ: 11075-11080

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] An Isoflavone Conjugate-hydrolyzing β-Glucosidase from the Roots of Soybean (Glycine max) Seedlings : PURIFICATION, GENE CLONING, PHYLOGENETICS, AND CELLULAR LOCALIZATION2006

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Suzuki, et al.
    • 雑誌名

      The Journal of Biological Chemistry 281

      ページ: 30251-30259

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Processing, catalytic activity and crystal structures of kumamolisin-As with an engineered active site2006

    • 著者名/発表者名
      Ayumi Okubo, et al.
    • 雑誌名

      The FEBS Journal 273

      ページ: 2563-2576

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Catalytic Role of Proton Transfers in the Formation of a Tetrahedral Adduct in a Serine Carboxyl Peptidase2006

    • 著者名/発表者名
      Haobo Guo, et al.
    • 雑誌名

      Biochemistry 45

      ページ: 9129-9137

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Menaquinone-specific prenyl reductase from the pyperthermophilic archaeon Archaeoglobus fulgidus2005

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Hemmi et al.
    • 雑誌名

      J. Bacteriol. 187

      ページ: 1937-1944

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Microbacterium natoriense sp. nov., a novel D-aminoacylase-producing bacterium isolated fromsoil in Natori, Japan2005

    • 著者名/発表者名
      Jian Liu et al.
    • 雑誌名

      Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 55

      ページ: 661-665

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Yellow flowers generated by expression of the aurone biosynthetic pathway2005

    • 著者名/発表者名
      Eiichiro Ono et al.
    • 雑誌名

      Pfoc. Natl. Acad. Sci. USA 103

      ページ: 11075-11080

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Menaquinone-specific prenyl reductase from the hyperthermophilic archaeon Archaeoglobus fulgidus2005

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Hemmi et al.
    • 雑誌名

      J.Bacteriol. 187

      ページ: 1937-1944

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Microbacterium natoriense sp. nov., a novel D-aminoacylase-producing bacterium isolated from soil in Natori, Japan2005

    • 著者名/発表者名
      Jian Liu et al.
    • 雑誌名

      Int.J.Syst.Evol.Microbiol. 55

      ページ: 661-665

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Yellow flowers generated by expression of the aurone biosynthetic pathway2005

    • 著者名/発表者名
      Eiichiro Ono et al.
    • 雑誌名

      Proc.Natl.Acad.Sci.USA 103

      ページ: 11075-11080

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] UDP-Glucuronic Acid : Anthocyanin Glucuronosyltranferase from Red Daisy (Bellis perennis) Flowers ENZYMOLOGY AND PHYLOGENETICS OF A NOVEL GLUCURONOSYLTRANSFERASE INVOLVED IN FLOWER PIGMENT BIOSYNTHESIS2005

    • 著者名/発表者名
      Shin'ya Sawada et al.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 280

      ページ: 899-906

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Microbacterium natoriense sp.nov., a novel D-aminoacylase-producing bacterium isolated from soil in Natori, Japan2005

    • 著者名/発表者名
      Jian Lie et al.
    • 雑誌名

      Int.J.Syst.Evol.Microbiol. 55

      ページ: 661-665

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Amperometric detection of the bacterial metabolic regulation with a microbial array chip2005

    • 著者名/発表者名
      Kuniaki Nagamine et al.
    • 雑誌名

      Biosensors and Bioelectronics 21

      ページ: 145-151

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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