シンク機能に基づく物質集積

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02261102
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 旭 正 名古屋大学, 農学部, 教授 (10023392)
• 研究分担者: 西村 幹夫 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 教授 (80093061) ; 福井 俊郎 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (90029843) ; 田中 國介 京都府立大学, 農学部, 助教授 (90027194) ; 内海 成 京都大学, 食糧科学研究所, 助教授 (40111976) ; 荒井 綜一 東京大学, 農学部, 助教授 (20011934)
• キーワード: ATP合成酵素 / 種子貯蔵タンパク質 / 植物遺伝子 / 植物タンパク質のcDNA / シンク機能 / 物質集積 / プロティンボディ / ホスホリラ-ゼ

研究概要

植物の物質集積機能の分子的基礎を明らかにするため、突然変異株を利用する方向、cDNAまたは遺伝子をクロ-ニングしその構造などを解析する方向、細胞オルガネラの構造と機能を解析する方向の3つの方向で研究した。1.イネを化学変異原物質で処理し、種子の貯臓タンパク質の集積に変異が起きた株やアミロプラスが変形している株を得ることができた。また粒大を支配する遺伝子の一つLKーfは極めて変異しやすいこと、この遺伝子の作用によってもみ殻が大きくなっても物質集積能力は必ずしも大きくならないことがわかった。2.イネ種子の2種のプロティナ-ゼインヒビタ-(オリザインとオリザシスタチンII)と分子マスが16キロダルトンのプロラミン、ジャガイモ塊茎のUDPーグルコ-スピロホスホリラ-ゼと2種のホスホリラ-ゼ、サツマイモ塊根のF_1ATPaseのγサブユニットなどのcDNAをクロ-ニングし、これらタンパク質の一次構造を推定した。そして、他の生物種の対応するタンパク質と対比し、機能との関連や進化について解析した。また、ダイズグリシニンとジャガイモホスホリラ-ゼについては、cDNAを大腸菌や酵母で発現させ、大量にこれらのタンパク質を得て高次構造を調べ、大量集積とタンパク質の構造との関連を解析した。さらに、サツマイモF_1ATPaseのδサブユニット、シロイヌナズナのCF_1のγサブユニット、ヒマの2種のカタラ-ゼサブユニットなどの遺伝子をクロ-ニングし、その構造を明らかにすると共に、これらの遺伝子の発現調節様相を解析した。3.イネ種子の2種のプロティンボディやカボチャ種子のプロティンボディなど物質集積にかかわっている細胞オルガネラの形成について研究し、プロティンボディへのタンパク質輸送のシグナル配列やプロティンボディ膜タンパク質の生合成の構造などを部分的ながら明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Tetsuya Kimura: "Primary structure of a precursor for the δーsubunit of sweet potato mitochondrial F_1ーATPase deduced from full length cDNA" J.Biol.Chem.265. 6079-6085 (1990)
• [文献書誌] Hiroto Kondo: "Two distinct cystatin species in rice seeds with different specificities against cysteine proteinases" J.Biol.Chem.265. 15832-15837 (1990)
• [文献書誌] Hideaki Shiraishi: "Random introduction of localized single nucleotide substitutions into cloned DNA" DNA Protein Engineer.Tech.2. 43-45 (1990)
• [文献書誌] Takihiro Masumura: "Cloning and characterization of a cDNA encoding a rice 13 kDa prolamine" Mol.Gen.Genet.221. 1-7 (1990)
• [文献書誌] Takuya Katsube: "UDPーglucose pyrophosphorylase from potato tuber:cDNA cloning and sequencing" J.Biochem.108. 321-326 (1990)
• [文献書誌] Tsuyoshi,Nakagawa: "Molecular cloning of a cDNA for the smallest nuclearーencoded subunit of sweet potato sytochrome c__ー oxidase:analysis with the cDNA of the structure and import into mitochondria of the subunit" Eur.J.Biochem.191. 557-561 (1990)
• [文献書誌] 旭 正: "分子生物科学 12 植物の機能" 岩波書店, (1991)
• [文献書誌] Kenzo Nakamura: "Molecular Structure,Function,and Assembly of the ATP Synthases(Part contribution)" Plenum Press, 8 (1990)