| 研究概要 |
オーキシンは細胞壁マトリックス多糖類のうちβ-1,3:1,4-グルカンの分解を特異的に促進して細胞壁の粘弾性を低下させ細胞の伸長成長を誘導する。本研究の目的はオーキシンによるグルカン分解の促進機構を解明するために、トウモロコシ細胞壁のグルカナーゼ(エキソとエンド型)と新規調節蛋白質AWとの分子間相互作用を解明することにある。本年度の研究により以下の成果を得た。(1)まず、トウモロコシ幼葉鞘細胞壁の主要なグルカナーゼである2種の酵素蛋白質の遺伝子構造、細胞局在性、器官分布、そして植物分布を解析した。これにより各グルカナーゼが単子葉植物の細胞壁に特有の蛋白質であることを示すと同時に、各器官の伸長生長に利用される共通の酵素であることも解明した。(2)各酵素のアップレギュレーションを行う酸性細胞壁蛋白質(AWP)の分離精製を進め、その画分には複数の重要な機能蛋白質が含まれることを解明した。その内の一つは蛋白質構造上、酸性エンドキチナーゼと高い相同性を示した。それがキチナーゼ活性を持つか否かは未確認だがグルカナーゼ活性を促進することを再確認できた。また、量的に多く使用可能な市販の酸性キチナーゼを用いて、グルカナーゼ活性、細胞壁オートリシス活性、細胞壁粘弾性低下に対するモデル実験を行い、明瞭な促進作用を確認した。従って、オーキシンによる細胞壁キチナーゼ制御が細胞壁グルカン分解と細胞成長調節に重要であると考えられる。今後、その制御機構並びに他の酸性蛋白質の機能について詳細に調べる必要がある。
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