2002 年度実績報告書

植物細胞起源の49kDa Apyraseの分子構造と細胞内局在機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号	12660296
研究機関	愛媛大学
研究代表者	阿部俊之助愛媛大学, 農学部, 助教授 (40167937)
キーワード	細胞骨格 / cytoskeleton / 等電点 / アイソタイプ / 局在 / 質量分析 / リン酸化 / apyrase
研究概要	ATP-diphosphohydrolase (apyrase, EC 3.1.6.5) はNTPやNDPをNMPに分解する酵素で、植物においては核から細胞壁まで多様な局在と機能が報告されており、その分子機構の解明を進めてきた。本年度は免疫電子顕微鏡法のみならず蛍光抗体法やGFP融合タンパク質の発現で局在を調べた結果、細胞下画分の分析で推定されていたように、細胞内に広く分布していることを確認した。また、蛍光抗体法とGFPによる蛍光観察のイメージはおおよそ一致し、繊維状構造や核の周辺に集中的に存在したり、細胞質全体にパッチ状に分布するなどの結果がえられた。これらは免疫電子顕微鏡の結果とも合致するものあった。また、このApyraseは発芽の後期(器官分化直前)に発現する、典型的な発芽誘導酵素であることがわかった。分子構造の解析では、前年に確立した方法で分離したアイソタイプのC末端のアミノ酸配列を解析した。この結果、Apyraseの少なくとも主要な3つのアイソタイプでC末端の8アミノ酸が同じように切除されていることがわかり、質量分析データーと合わせて詳しく検討した結果、エンドウの49 kDa ApyraseはN-末端がわで21アミノ酸が切除され、合計29アミノ酸分短い成熟ペプチドになっていることが判明した。シグナルペプチドが切除されていることから、このApyraseは移動のどこかの過程で膜を透過した可能性がある。C末端側の8アミノ酸の切除は、ApyraseがもっともC末端側にもつモチーフである、DNA結合(あるいは細胞骨格結合ともいわれている)モチーフの末端で切れており、この切断メカニズムはApyraseの局在の移動に重要な意味があるのかもしれない。また、MALDI-TOFFの結果を総合すると、当初予想していたように、5つの等電点アイソタイプのうち少なくとも3つはリン酸基の付加で説明できることがわかり、リン酸化による多様な調節を受けている可能性が強く示唆された。

研究成果
(6件)

すべてその他

すべて文献書誌 (6件)

[文献書誌] Moustafa, MFM., Yoneda, M., Abe, S., Davies, E.: "Changes in isotypes and enzyme activity of apyrase during germination of dark-grown pea (Pisum sativum L. var. Alaska) seedlings"Physiologia Plantarum. in press. (2003)
[文献書誌] Azama, K., Abe, S., Sugimoto, H., Davies, E.: "Lysine-containing proteins in maize endosperm: a major contribution from cytoskeleton-associated carbohydrate metabolizing enzymes."Planta. in press. (2003)
[文献書誌] Yamagata, T., Kato, H., Kuroda, S., Abe, S., Davies, E.: "Uncleaved legumin in developing maize endosperm : Identification, accumulation and sub-cellular localization."Journal of Experimental Botany. 54. 913-922 (2003)
[文献書誌] Moustafa, MFM., Yoneda, M., Abe, S., Shiraishi, M.: "Expression of apyrase protein and its isotypes in early stage of dark-grown seedlings of pea (Pisum sativum L. var._Alaska)"Proc 2nd Int. Conf. Biol Sci. 2. 109-119 (2002)
[文献書誌] Abe, S., Moustafa, MFM., Shibata, K., Yoneda, M., Davies, E.: "Purification and characterization of the major isotypes of apyrase from the cytoskeleton fraction in Pisum sativum"Plant Physiology and Biochemistry. 40. 1019-1023 (2002)
[文献書誌] Shibala, K., Abe, S., Yoneda, M., Davies, E.: "The sub-cellular distribution and isotypes of a 49-kDa apyrase from Pisum sativum Plant Pysiology and Biochemistry"Plant Physiology and Biochemistry. 40. 407-415 (2002)

2002 年度 実績報告書

植物細胞起源の49kDa Apyraseの分子構造と細胞内局在機構の解明

研究代表者

阿部 俊之助 愛媛大学, 農学部, 助教授 (40167937)

研究成果

[文献書誌] Moustafa, MFM., Yoneda, M., Abe, S., Davies, E.: "Changes in isotypes and enzyme activity of apyrase during germination of dark-grown pea (Pisum sativum L. var. Alaska) seedlings"Physiologia Plantarum. in press. (2003)

[文献書誌] Azama, K., Abe, S., Sugimoto, H., Davies, E.: "Lysine-containing proteins in maize endosperm: a major contribution from cytoskeleton-associated carbohydrate metabolizing enzymes."Planta. in press. (2003)

[文献書誌] Yamagata, T., Kato, H., Kuroda, S., Abe, S., Davies, E.: "Uncleaved legumin in developing maize endosperm : Identification, accumulation and sub-cellular localization."Journal of Experimental Botany. 54. 913-922 (2003)

[文献書誌] Moustafa, MFM., Yoneda, M., Abe, S., Shiraishi, M.: "Expression of apyrase protein and its isotypes in early stage of dark-grown seedlings of pea (Pisum sativum L. var._Alaska)"Proc 2nd Int. Conf. Biol Sci. 2. 109-119 (2002)

[文献書誌] Abe, S., Moustafa, MFM., Shibata, K., Yoneda, M., Davies, E.: "Purification and characterization of the major isotypes of apyrase from the cytoskeleton fraction in Pisum sativum"Plant Physiology and Biochemistry. 40. 1019-1023 (2002)

[文献書誌] Shibala, K., Abe, S., Yoneda, M., Davies, E.: "The sub-cellular distribution and isotypes of a 49-kDa apyrase from Pisum sativum Plant Pysiology and Biochemistry"Plant Physiology and Biochemistry. 40. 407-415 (2002)

2002 年度実績報告書

阿部俊之助愛媛大学, 農学部, 助教授 (40167937)