顕花植物の自家不和合性の分子機構

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03044095
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 崎山 文夫 大阪大学, たんぱく質研究所, 教授 (40029947)
• 研究分担者: クラーク エイドリアン メルボルン大学, 植物学部, 教授 ; 河田 康志 京都大学, 理学部, 助手 (40177697) ; 入江 昌親 星薬科大学, 薬学部, 教授 (70061265) ; 乗岡 茂巳 大阪大学, たんぱく質研究所, 助手 (70198638) ; 綱沢 進 大阪大学, たんぱく質研究所, 助教授 (30029962)
• キーワード: 配偶体型自家不和合性 / Sー糖たんぱく質 / Sーリボヌクレア-ゼ / ニホンナシ / 自家不和合性タバコ

研究概要

タバコ(N.alata)のSーRNaseについては、自家受粉時の花粉管に生じる成長阻害とリボソ-ムRNAの分解との関連が示され、この分解への関与が示唆された。そこで、in vitroの花粉管成長においてSーRNaseの影響を調べたところ、花粉と花柱のSーアリ-ルの一つが合致する不和合受粉では、SーRNaseが花粉管内に侵入することが明らかになり、侵入したSーRNaseによりリボソ-ムRNAが分解される可能性が示された。SーRNaseの酵素的性質については、活性部位にヒスチジン残茎が存在することを化学修飾法で明らかにし、茎質特異性については短鎖の茎質についてアリ-ルによる塩茎特異性の異同を見いだした。
ニホンナシ(P.serotina)の数種の自家不和合品種の花柱には、RNase活性を有する分子量2ー3万の塩茎性蛋白質が存在することを見いだした。二次元電気泳動による分析から、これらの蛋白質は各品種のSーアリ-ルに対応して存在し、いずれの蛋白質もRNase活性を有する。また意外にも、自家和合性のおさ二十世紀の花柱にもRNase活性を有する蛋白質が検出された。これらの点を検討するため、二十世紀(不和合)の花柱よりRNaseの単離を試みた。この際、酵素活性の抽出法および微量蛋白質の精製法に改良を加え、2つのSーアリ-ルに対応する花柱RNaseを均一標品として精製した。いずれのRNaseのアミノ酸組成も既著のナス科植物由来の花柱RNaseと一致しない。また、おさ二十世紀の花柱にも2種類のRNaseが存在することが判明した。

研究成果

• [文献書誌] K.Ishihara,S.Kuroda,T.Entani,T.Nakanishi and F.Sakiyama: "Purification and characterization of RNases in the style of flowers from self-incompatible and self-compatible Japanese pears" Journal of Biochemistry.
• [文献書誌] S.Norioka,T.Nakanishi and F.Sakiyama: "Molecular cloning and nucleotide sequence of the stylar RNase gene from Japanese pear" Journal of Biochemistry.
• [文献書誌] K.Ohgi,H.Horiuchi,H.Watanabe,M.Iwama,M.Takagi and M.Irie: "Three histidine residues of a base non-specific and adenylic acid preferential ribonucleases from Rhizopus niveus are involved in the catolytic function" Jurnal of Biochemistry.
• [文献書誌] Y.Kawata and K.Hamaguchi: "Unfolding and refolding of ribonuclease T_2 from Aspergillus oryzae" Journal of Protein Chemistry.
• [文献書誌] J.E.Gray,B.A.McClure,I.Bonig,M.A.Anderson and A.E.Clarke: "Action of the style product of the self-incompatibility gene of Nicotiana alata (S-RNase) on in vitro-grown pollen tube" The Plant Cell. 3. 271-283 (1991)
• [文献書誌] K.Ishihara,S.Tsunasawa and F.Sakiyama: "Location of disulfide bonds in ribonuclease T_2" Journal of Biochemistry.