研究概要 |
2大栄養素である糖(炭素,C)と窒素(N)は,代謝を介して植物の成長過程に密接な関わりを有している.そのため植物は,細胞内のCおよびN代謝物の相対量比を感知し適応する「C/N応答機構」を備えているが,その制御機構はほとんど解明されていない.当研究室で単離した新規C/N応答異常変異体の解析から,植物C/N応答には能動的タンパク質分解系であるユビキチン-プロテアソームシステム(UPS)が関与することが明らかになった.当該年度は以下の2研究課題を進めることで,UPSを介した植物栄養応答機構を形成するタンパク質ネットワークの一端を明らかにした. 1.C/N応答制御ユビキチンリガーゼATL31相互作用因子の特定 C/N応答異常変異体ssvl(cnil-Dに変更)の原因遺伝子産物ユビキチンライゲースATL31のプロテオミクス解析により,相互作用因子として14--3-3タンパク質群を単離した.14--3-3は多くのC/N代謝鍵酵素に結合し,活性を制御することが知られており,C/N応答機構にも関連が深い分子である.その後の生化学的解析から,ATL31は特定の14--3-3タンパク質と結合し,ユビキチン化を行うことが示された.これにより,ATL31はUPSによる14-3-3タンパク質安定性の制御を介して植物C/N応答を制御するという,新規の植物栄養応答制御機構の存在が示唆された. 2.環境応答型プロテアソーム構造変換に関するプロテオミクス解析 巨大なタンパク質分解複合体であるプロテアソームの特異的サブユニットの変異体はC/N応答異常を示すことから,プロテアソーム構造変換について解析した.当該年度はアフィニティー精製したプロテアソームの2次元電気泳動およびMS解析系を確立し,近縁な各サブユニットの判別に成功した.これにより,様々な環境ストレス条件下でのプロテアソーム構造変換が解析可能になった.
|