活性アルデヒドによる葉緑体タンパク質修飾:その酸化ストレス応答 における意義

• 研究課題/領域番号: 22570044
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物分子生物・生理学
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 真野 純一 山口大学, 大学研究推進機構, 教授 (50243100)
• 研究分担者: 松井 健二 山口大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (90199729) ; 田中 淨 鳥取大学, 農学部, 教授 (50124350)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2011年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2010年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 光合成 / 酸化ストレス / 環境応答 / アクロレイン / タンパク質修飾 / 酸化シグナル / 過酸化脂質 / 活性カルボニル種 / オキシリピン / ヒドロキシノネナール / 酸化タンパク質 / 塩ストレス / タンパク質カルボニル化 / 葉緑体 / 4-オキソ-2-ヘキセナール / 環境ストレス / クロトンアルデヒド

研究概要

環境ストレス条件下で生成する活性アルデヒド(RAL)の生成と作用について,以下の成果を得た。
(1) 根のアルミニウム障害,葉の強光障害に関与するRALを同定した。
(2) 酸素発生系を失活させた光化学系IIの酸化側での光依存性の過酸化物生成を立証した。
(3) 塩ストレス初期のシロイヌナズナの葉でRALに修飾される標的タンパク質を同定した。
(4)RALによるホスホリブロキナーゼ失活には,チオール基以外のアミノ酸の修飾が関与することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Modulation of activity and inhibitor sensitivity of rabbit aldose reductase-like protein (AKR1B19) by oxidized glutathione and SH-reagents (2013)
  • 著者名/発表者名: Endo S., Fujimoto, A., Kumada, S., Matsunaga, T., Ohno S., Mano, J., Tajima, K., El-Kabbani, O., Hara, A
  • 雑誌名: Chem. Biol. Interact 巻: 202 ページ: 146-152
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modulation of activity and inhibitor sensitivity of rabbit aldose reductase-like protein (AKR1B19) by oxidized glutathione and SH-reagents (2013)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Endo
  • 雑誌名: Chemico-Biological Interactions 巻: 202 号: 1-3 ページ: 146-152
  • DOI: 10.1016/j.cbi.2012.11.026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of rabbit aldose reductase-like protein with 3 -hydroxysteroid dehydrogenase activit (2012)
  • 著者名/発表者名: Endo, S., Matsunaga, T., Kumada, S., Fujimoto, A., Ohno, S., El-Kabbani, O., Hu, D., Toyooka, N., Mano, J., Tajima, K. and Hara, A
  • 雑誌名: Arch. Biochem. Biophys 巻: 527 ページ: 23-30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential metabolism of green leaf volatiles in injured and intact parts of a wounded leaf meet distinct ecophysiological requirements (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsui, K., Sugimoto, K., Mano, J., Ozawa, R. and Takabayashi, J
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7
  • NAID: 120004288160
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reactive carbonyl species: their production from lipid peroxides, action in environmental stress, and the detoxification mechanism (2012)
  • 著者名/発表者名: Mano, J
  • 雑誌名: Plant Physiol. Biochem 巻: 59 ページ: 90-97
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reactive carbonyl species : their production from lipid peroxides, action in environmental stress, and the detoxification mechanism (2012)
  • 著者名/発表者名: Mano, J.
  • 雑誌名: Plant Physiol.Biochem. 巻: 59 ページ: 90-97
  • DOI: 10.1016/j.plaphy.2012.03.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential Metabolisms of Green Leaf Volatiles in Injured and Intact Parts of a Wounded Leaf Meet Distinct Ecophysiological Requirements (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsui K, Sugimoto K, Mano J, Ozawa R, Takabayashi J
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 7 号: 4 ページ: 36433-36433
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0036433
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of rabbit aldose reductase-like protein with 3b-hydroxysteroid dehydrogenase activity (2012)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Endo
  • 雑誌名: Archives of Biochemistry and Biophysics 巻: 527 号: 1 ページ: 23-30
  • DOI: 10.1016/j.abb.2012.07.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential metabolism of green leaf volatiles in injured and intact parts of a wounded leaf meet distinct ecophysiological requirements (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsui, K., Sugimoto, K., Mano, J., Ozawa, R., Takabayashi, J.
  • 雑誌名: PLoS One
  • NAID: 120004288160
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoproduction of catalase-insensitive peroxides on the donor side of manganese-depleted photosystem II: evidence with a specific fluorescent probe (2011)
  • 著者名/発表者名: Yanykin, D. V., Ivanov, B. N., Klimov, V. V. and Mano, J
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 50 ページ: 10658-10665
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of raspberry ketone/zingerone synthase, catalyzing the alpha,beta-hydrogenation of phenylbutanones in raspberry fruits (2011)
  • 著者名/発表者名: Koeduka, T., Watanabe, B., Suzuki, S., Hiratake, J., Mano, J. and Yazaki, K
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 巻: 412 ページ: 104-108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoproduction of catalase-insensitive peroxides on the donor side of manganese-depleted photosystem II : evidence with a specific fluorescent probe (2011)
  • 著者名/発表者名: Khoeobrykh, S., Khorobrykh, A., Yankykin, D., Ivanov, B, Klimov, V, Mano, J.
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 50 ページ: 10658-10665
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of raspberry ketone/zingerone synthase, catalyzing the alpha, beta-hydrogenation of phenylbutanones in raspberry fruits (2011)
  • 著者名/発表者名: Koeduka, T., Watanabe, B., Suzuki, S., Hiratake, J., Mano, J., Yazaki, K.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 巻: 412 ページ: 104-108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accumulation of lipid peroxide-derived, toxic , -unsaturated aldehydes (E)-2-pentenal, acrolein and (E)-2-hexenal in leaves under photoinhibitory illumination (2010)
  • 著者名/発表者名: Mano, J., Tokushige, K., Mizoguchi, H., Fujii, H. and Khorobrykh, S
  • 雑誌名: Plant Biotechnol 巻: 27 ページ: 193-197
  • 査読あり
• [雑誌論文] The involvement of lipid peroxide-derived aldehydes in aluminum toxicity of tobacco roots (2010)
  • 著者名/発表者名: Yin, L., Mano, J., Wang, S., Tsuji, W. and Tanaka, K
  • 雑誌名: Plant Physiol 巻: 152 ページ: 1406-1417
  • 査読あり
• [学会発表] 塩ストレスにより活性カルボニル修飾を受けるタンパク質の同定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 真野純一,永田光曜,岡村星多郎,白矢武士,三ツ井敏明
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山市)
  • 年月日: 2013-03-23
• [学会発表] Protein modification with reactive carbonyl species: its implication in the plant responses to environmental stress (2013)
  • 著者名/発表者名: Mano, J
  • 学会等名: 日本植物生理学会シンポジウム「Photo-oxidative stress on the chloroplasts and molecular dynamics of thylakoids
  • 発表場所: 岡山大学(岡山市)
  • 年月日: 2013-03-22
• [学会発表] Protein modification with reactive carbonyl species: its implication in the plant responses to environmental stress (2013)
  • 著者名/発表者名: Jun'ichi Mano
  • 学会等名: 日本植物生理学会シンポジウム「Photo-oxidative stress on the chloroplasts and molecular dynamics of thylakoids」
  • 発表場所: 岡山大学（岡山市）
  • 招待講演
• [学会発表] 塩ストレスにより活性カルボニル修飾を受けるタンパク質の同定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 真野純一
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山市）
• [学会発表] Lipid peroxide-derived carbonyls mediate oxidative injury of plant cells in environmental stress (2012)
  • 著者名/発表者名: Mano, J
  • 学会等名: On The 4th Asian Symposium on Plant Lipid
  • 発表場所: 香港(中国)
  • 年月日: 2012-12-04
• [学会発表] Reactive carbonyl species induce programmed cell death in tobacco cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Biswas, Md. Sanaullah, Mano, J
  • 学会等名: Reactive carbonyl species induce programmed cell death in tobacco cells
  • 発表場所: 山口大学工学部(宇部市)
  • 年月日: 2012-09-22
• [学会発表] ターゲットメタボロミクスとターゲットプロテオミクスによる植物ストレス傷害過程の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 真野純一
  • 学会等名: 山口大学大学研究推進機構第1回研究発表会
  • 発表場所: 山口大学(山口市)
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] 過酸化脂質由来活性カルボニル種のグルタチオンによる解毒 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石橋亜沙美,永田光曜,真野純一
  • 学会等名: 日本植物学会第76回大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学(姫路市)
  • 年月日: 2012-09-17
• [学会発表] 葉緑体ストロマ酵素の脂質由来カルボニル種に対する感受性の網羅的解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤達也,弘田智,真野純一
  • 学会等名: 日本植物学会第76回大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学(姫路市)
  • 年月日: 2012-09-17
• [学会発表] 塩ストレス下の葉で活性カルボニル種により修飾を受けるタンパク質の同定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岡村星多郎,永田光曜,白矢武士,三ツ井敏明,真野純一
  • 学会等名: 日本植物学会第76回大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学(姫路市)
  • 年月日: 2012-09-17
• [学会発表] ウサギのアルドース還元酵素類似タンパク質は 3-ヒドロキシステロイド脱水粗酵素活性を示す. (2012)
  • 著者名/発表者名: 熊田翔,藤本愛理,遠藤智史,松永俊之,原明,田島和男,真野純一
  • 学会等名: 第76回生化学会中部支部例会
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター(岡崎市)
  • 年月日: 2012-05-26
• [学会発表] Sergey A. Khorobrykh, Andrei A. Khorobrykh:光化学系 II 酸化側での有機ペルオキシド生成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 真野純一
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都大学(京都市)
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] 光化学系II酸化側での有機ペルオキシド生成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 真野純一, Sergey A.Khorobrykh, Andrei A.Khorobrykh
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学,京都市
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] 葉緑体ストロマ酵素の脂質由来カルボニル種に対する感受性の網羅的解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤達也
  • 学会等名: 日本植物学会第76回大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学工学部（姫路市）
• [学会発表] 過酸化脂質由来活性カルボニル種のグルタチオンによる解毒 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石橋亜沙美
  • 学会等名: 日本植物学会第76回大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学工学部（姫路市）
• [学会発表] Reactive carbonyl species induce programmed cell death in tobacco cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Biswas Md. Sanaullah
  • 学会等名: 日本農芸化学会中四国支部第34回講演会
  • 発表場所: 山口大学工学部（宇部市）
• [学会発表] Lipid peroxide-derived carbonyls mediate oxidative injury of plant cells in environmental stress (2011)
  • 著者名/発表者名: Mano, J.
  • 学会等名: The 4th Asian Symposium on Plant Lipids
  • 発表場所: 香港,・中国
  • 年月日: 2011-12-03
• [学会発表] 脂質由来強毒性ケトアルデヒド 4-oxo-2-hexenal の葉緑体での生成と光合成への影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 真野純一
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館,京都
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] 脂質由来強毒性ケトアルデヒド4-oxo-2-hexenalの葉緑体での生成と光合成への影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 真野純一
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会議場,京都市
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] Reactive carbonyl species as mediators of oxidative stress (2011)
  • 著者名/発表者名: Mano, J
  • 学会等名: On 10th International Conference on Reactive Oxygen and Nitrogen Species in Plants
  • 発表場所: ブダペスト(ハンガリー)
  • 年月日: 2011-07-08
• [学会発表] Reactive carbonyl species as mediators of oxidative stress (2011)
  • 著者名/発表者名: Mano, J.
  • 学会等名: 10th International Conference on Reactive Oxygen and Nitrogen Species in Plants
  • 発表場所: ブダペスト,ハンガリー
  • 年月日: 2011-07-05
• [学会発表] リノレン酸過酸化物由来ケトアルデヒド4-oxo-4-hexenal による潜在的な光合成阻害とその消去 (2011)
  • 著者名/発表者名: 真野純一,弘田智,永田光曜,松井健二
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2011-03-22
• [学会発表] リノレン酸過酸化物由来ケトアルデヒド4-oxo-4-hexenalによる潜在的な光合成阻害とその消去 (2011)
  • 著者名/発表者名: 真野純一
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2011-03-21
• [学会発表] 活性カルボニル種:もうひとつの酸化ストレスメディエーター (2011)
  • 著者名/発表者名: 真野純一
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研究所セミナー「分子科学と生理学が解き明かす植物の光エネルギー変換の新展開」
  • 発表場所: 大阪大学蛋白質研究所
  • 年月日: 2011-03-10
• [学会発表] Oxylipin aldehydes as cell-injuring agents in environmental stress. (2010)
  • 著者名/発表者名: 真野純一
  • 学会等名: BMB2010
  • 発表場所: 神戸国際会議場
  • 年月日: 2010-12-08
• [学会発表] 葉緑体で生成するオキシリピンアルデヒドの同定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 真野純一
  • 学会等名: 第51回日本生化学会中国・四国支部例会
  • 発表場所: 山口大学
  • 年月日: 2010-05-15
• [学会発表] 環境ストレス下で生じるオキシリピンアルデヒドによる葉緑体酵素の失活 (2010)
  • 著者名/発表者名: 弘田智
  • 学会等名: 第51回日本生化学会中国・四国支部例会
  • 発表場所: 山口大学
  • 年月日: 2010-05-15
• [学会発表] 植物はヘキセナールを葉面から吸収し,直ちに還元する (2010)
  • 著者名/発表者名: 松井健二
  • 学会等名: 第54回香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会
  • 発表場所: 山梨大学
• [学会発表] Formation of highly reactive aldehydes from polyunsaturated fatty acids in chloroplasts. (2010)
  • 著者名/発表者名: Mano, J.
  • 学会等名: 21st International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] Inactivation of stroma enzymes by oxylipin aldehydes generated under environmental stress. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirota, T.
  • 学会等名: 21st International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: パシフィコ横浜