光合成生物での、糖由来活性カルボニル化合物の生成・毒性および解毒メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 26450079
• 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: 植物栄養学・土壌学
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 三宅 親弘 神戸大学, 農学研究科, 准教授 (80294289)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 光合成 / 糖アルデヒド / 脂質アルデヒド / 呼吸 / 高CO2 / カルボニル / グリオキサラーゼ / シアノバクテリア / 植物

研究成果の概要

活性カルボニル化合物(RCS)の解毒メカニズムとRCS毒性解明を行った。光合成に伴い活性酸素(ROS)が常に生成し、ROSによるチラコイド膜脂質酸化によりRCSが生成することを見出した。RCSは葉緑体で生成する。葉緑体局在RCS解毒酵素alkenal-one oxidoreductase (AOR)を欠損した植物では、RCSの蓄積とともに呼吸阻害が認められ、呼吸基質であるデンプンの分解系が酸化障害を受けることを見出した。このことが、植物の生育抑制の原因であることを明らかにした。つまり、AORは、光合成で生成するRCSを無毒化する機能をもつことを明らかにすることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Suppression of chloroplastic alkenal/one oxidoreductase represses the carbon catabolic pathway in Arabidopsis thaliana leaves during night (2016)
  • 著者名/発表者名: Takagi, Ifuku, Ikeda, Inoue, Park, Tamoi, Inoue, Sakamoto, Saito, Miyake
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: 170 号: 4 ページ: 2024-2039
  • DOI: 10.1104/pp.15.01572
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり