プロテオミクスを基盤とした植物分子育種

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13GS0023
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 島本 功 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (10263427)
• 研究分担者: 高山 誠司 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教授 (70273836) ; 小泉 望 奈良先端科学技術大学院大学, 遺伝子教育研究センター, 助教授 (20252835) ; 明石 欣也 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助手 (20314544) ; 森川 弘道 広島大学, 大学院・理学研究科, 教授 (00089129) ; 平野 久 横浜市立大学, 木原生物学研究所・大学院総合理学研究科, 教授 (00275075)
• キーワード: 植物 / ゲノム / プロテオミクス / ストレス / 分子育種 / イネ / 信号伝達 / タンパク質相互作用

研究概要

耐病性反応において働く低分子量Gタンパク質OsRac1の下流で機能すると考えられるタンパク質を、2次元電気泳動を用いたdifferential display法により、LC/MS/MSにより約200個同定した。免疫沈降により得たOsRac1を形成する複合体の構成タンパク質を解析し新規なタンパク質を同定した。さらに、OsRac1 affinity chromatographyによりOsRac1のエフェクター候補を多数同定した。
蛋白質を二次元電気泳動で分離し、NHSエステルで化学修飾したダイヤモンド様炭素被膜処理基板にブロットして多数の蛋白質を固定化したプロテインチップを作製した。このチップを用いてコムギ種子蛋白質間の相互作用を解析する実験を行った。タンデムアフィニティー精製や免疫沈殿法によって蛋白質複合体を精製して蛋白質間相互作用を解析する系を確立する研究を行った。
アブラナ科植物の自家不和合性反応におけるSRK受容体キナーゼ下流のリン酸化カスケードの解明を目的としている。本年度は、SRKの活性化機構を解明する目的で、大腸菌発現SRK融合タンパク質のリン酸化部位を解析し、5カ所のリン酸化セリン・スレオニン残基を同定した。
二酸化窒素(4ppm)を含むまたは含まない大気中、自然光下で栽培(4週間)したシロイヌナズナのシュートおよび根からタンパク質を抽出し、二次元ゲル電気泳動法でタンパク質スポット(蛍光染色)を分離、ゲル内消後peptide mass finger printing法により、タンパク質の同定を図った。その結果、シュートでは、約1000個のタンパク質スポットのうち、50-100個が、二酸化窒素曝露により、シグナルが減少または増加した。これまでに、半数以上のタンパク質が同定された。

研究成果

• [雑誌論文] Proteome analysis of programmed cell death and defense signaling using the rice lesion mimic mutant cdr 2. (2005)
  • 著者名/発表者名: H.Tsunezuka
  • 雑誌名: Mol.Plant Microbe Interact. 18 ページ: 52-59
• [雑誌論文] The role of glycosylation in the function of a 48-kDa glycoprotein from carrot. (2005)
  • 著者名/発表者名: C.Shang
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 328 ページ: 144-149
• [雑誌論文] Self-incompatibility in plants. Annu. Rev. (2005)
  • 著者名/発表者名: S.Takayama
  • 雑誌名: Plant Biol. 56 ページ: 467-489
• [雑誌論文] Conversion of functional specificity in Qb-SNARE VTI1 homologues of Arabidopsis. (2005)
  • 著者名/発表者名: M.Niihama
  • 雑誌名: Current Biology (in press)
• [雑誌論文] Sugar responsible and tissue specific expression of a gene encoding AtCIPK14, an Arabidopsis CBL-interacting protein kinase. (2005)
  • 著者名/発表者名: EJ.Lee
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem. 69 ページ: 242-245
• [雑誌論文] Unfolded protein response followed by induction of cell death in cultured tobacco cells treated with tunicamycin. (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Iwata
  • 雑誌名: Planta. 220 ページ: 804-807
• [雑誌論文] An Arabidopsis transcription factor, AtbZIP60, regulates the endoplasmic reticulum stress response in a manner unique to plants. (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Iwata
  • 雑誌名: PNAS (in press)
• [雑誌論文] Downregulation of metallothionein, a reactive oxygen scavenger, by the small GTPase OsRac1 in rice. (2004)
  • 著者名/発表者名: H-L.Wong
  • 雑誌名: Plant Physiol. 135 ページ: 1447-1456
• [雑誌論文] An E2F regulated reporter construct is transcriptionally activated following the transient expression of cyclin D in plants. (2004)
  • 著者名/発表者名: K.Kawamura
  • 雑誌名: Plant Biotech. 21 ページ: 289-293
• [雑誌論文] Interaction of a 43-kDa receptor-like protein with a 4-kDa hormone-like peptide in soybean. (2004)
  • 著者名/発表者名: K.Hanada
  • 雑誌名: Biochemistry 43 ページ: 12105-12112
• [雑誌論文] Protein extraction from mature rice leaves for two-dimensional gel electrophoresis and its application in proteome analysis. (2004)
  • 著者名/発表者名: N.Islam
  • 雑誌名: Proteomics 4 ページ: 1903-1908
• [雑誌論文] Identification of three phosphorylation sites of alpha 7 subunit in yeast 20S proteasome in vivo using mass spectrometry. (2004)
  • 著者名/発表者名: Y.Iwafune
  • 雑誌名: Arch.Biochem.Biophys. 431 ページ: 9-15
• [雑誌論文] Changes of protein profiles during pollen development in Lilium longiflorum. (2004)
  • 著者名/発表者名: H.Miki
  • 雑誌名: Sex Plant Reprod. 16 ページ: 209-214
• [雑誌論文] Mass spectrometric analysis of posttranslational modifications of a carrot extracellular glycoprotein. (2004)
  • 著者名/発表者名: C.Shang
  • 雑誌名: Biochemistry 43 ページ: 6281-6292
• [雑誌論文] Mass spectrometric analysis of expression of ATPase Subunits encoded by duplicated genes in the 19S regulatory particle of rice 26S proteasome. (2004)
  • 著者名/発表者名: T.Shibahara
  • 雑誌名: Arch.Biochem.Biophys. 421 ページ: 34-41
• [雑誌論文] Technical aspects of functional proteomics in plants. (2004)
  • 著者名/発表者名: H.Hirano
  • 雑誌名: Phytochemistry. 65 ページ: 1487-1498
• [雑誌論文] Potent hydroxyl radical-scavenging activity of drought-inducedtype-2 metallothionein in wild watermelon. (2004)
  • 著者名/発表者名: K.Akashi
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 323 ページ: 72-78
• [雑誌論文] Gravity sensing and signaling. (2004)
  • 著者名/発表者名: M.Morita
  • 雑誌名: Current Opinion in Plant Biology 7/6 ページ: 712-718
• [雑誌論文] Formation of unidentified nitrogen in plants : an implication for a novel nitrogen metabolism. (2004)
  • 著者名/発表者名: H.Morikawa
  • 雑誌名: Planta 219 ページ: 14-22
• [雑誌論文] Three distinct Arabidopsis hemoglobins exhibit peroxidase-like activity and differentially mediate nitrite-dependent protein nitration. (2004)
  • 著者名/発表者名: A.Sakamoto
  • 雑誌名: FEBS Lett. 572 ページ: 27-32
• [雑誌論文] Transcriptional activation of tobacco E2F is repressed by co-transfection with the retinoblastoma-related protein ; cyclin D expression overcomes this repressor activity.
  • 著者名/発表者名: K.Uemukai
  • 雑誌名: Plant Mol.Biol. (in press)
• [図書] 新版 分子レベルからみた植物の耐病性-ポストゲノム時代の植物免疫研究 (2004)
  • 著者名/発表者名: 島本 功ら編
  • 出版者: 秀潤社