研究課題
特別研究員奨励費
リン酸化によるタンパク質の翻訳後修飾は、細胞分裂や代謝、膜輸送などあらゆるプロセスに関わっている主要なシグナル伝達経路である。申請者はタンパク質リン酸化を介した植物の環境適応機構の解明を目指しており、本研究では①硝酸イオントランスポーターNRT2.1を不活性化するリン酸化酵素の探索と、②機能未知タンパク質脱リン酸化酵素群の機能解析の２テーマを並行して実施する。
リン酸化によるタンパク質の翻訳後修飾は、細胞分裂や代謝、膜輸送などあらゆるプロセスに関わっている主要なシグナル伝達経路である。本研究では、タンパク質リン酸化を介した植物の環境適応機構の解明を目指しており、植物で最大のタンパク質脱リン酸化酵素ファミリーであるProtein phosphatase 2C (PP2C）に着目している。モデル植物のシロイヌナズナにはPP2C遺伝子が80個存在するが，全体の70％はまだ基質が明らかになっていない。そこで，機能未知PP2Cのうち、乾燥ストレスで特異的に発現が誘導される遺伝子に着目して解析を行った。この機能未知PP2Cは植物体全身で発現しており，細胞内局在を観察したところ細胞質に存在することが明らかとなった。基質タンパク質を同定するため，PP2C欠損株ではリン酸化レベルが増加し、かつPP2C過剰発現株ではリン酸化レベルが低下するタンパク質を15N代謝標識による定量リン酸化プロテオミクス法によって網羅的に探索した。その結果，3種類のタンパク質（細胞壁合成関連タンパク質，代謝酵素など）の興味深い基質候補を得ることができた。基質候補タンパク質のひとつについて，リン酸化部位置換株の表現型解析を行ったところ，疑似リン酸化型変異株で植物の生育が抑制され，非リン酸化型変異株では野生株と同程度まで生長した。このことから，機能未知PP2Cによる基質の脱リン酸化が植物の生育を正に制御すると考えられる。今後は乾燥ストレス下でのPP2C欠損株や基質候補変異株の表現型解析を進めていき，乾燥した環境下における機能未知PP2Cの生理的意義を明らかにしたい。
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Nature Communications
巻: 15 号: 1 ページ: 6903-6903
10.1038/s41467-024-51091-5
植調
巻: 第57巻第9号 ページ: 18-20
化学と生物
巻: 60 ページ: 352-360
https://www.bio.nagoya-u.ac.jp/~b2/
https://www.nagoya-u.ac.jp/researchinfo/result/2024/08/post-713.html
