植物の硝酸イオン輸送系タンパク質の翻訳後修飾に関する生化学的研究

2005 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 14360039
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物栄養学・土壌学
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 末吉 邦 新潟大学, 自然科学系, 助教授 (10216278)
• 研究分担者: 大山 卓爾 新潟大学, 自然科学系, 教授 (30152268) ; 大竹 憲邦 新潟大学, 自然科学系, 助手 (50313507)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2005
• キーワード: アニオンチャネル / イオン輸送 / 硝酸イオン / トランスポーター / 翻訳後修飾 / リン酸化

研究概要

植物において培地からのNO_3^-吸収に関わる硝酸トランスポーター(HvNRT1およびHvNRT2)とNO_3^-の道管ローディングに関わると予想されるアニオンチャネル(HvCLC)の翻訳後修飾に関する生化学的解析を加えることを目的に研究を行い,以下の結果を得た。
1.オオムギ高親和性硝酸トランスポーター(HvNRT2)の翻訳後制御とタンパク質リン酸化
オオムギを高濃度の窒素で生育させると、根の高親和性硝酸吸収活性は強く抑制されたが、根のNRT2タンパク質は高発現していた。これより、オオムギにおける高親和性硝酸吸収活性は、タンパク質の翻訳後レベルで制御されることが明らかとなった。組換えで得られたHvNRT2のC末端ポリペプチドは、オオムギ根の可溶性画分中のリン酸化酵素によりリン酸化された。このリン酸化活性は、Ca^<2+>依存的で、かつ窒素誘導性であった。オオムギ幼植物根より調製したミクロソーム画分中のHvNRT2タンパク質もまた可溶性画分によってリン酸化された。このリン酸化活性もCa^<2+>依存的で、かつ窒素誘導性であった。
2.オオムギアニオンチャネル(HvCLC)のタンパク質リン酸化
HvCLCタンパク質のC末端領域を大腸菌内で発現させ、組換えポリペプチドを得た。このHvCLCのC末端ポリペプチドは、オオムギ根の可溶性画分中のリン酸化酵素によりCa^<2+>に強く依存的してリン酸化された。このリン酸化活性は、培地窒素には応答しなかった。

研究成果

• [雑誌論文] Contribution of shoots and roots to in vivo nitrate reduction in NADH-specific nitrate reductase deficient mutant seedlings of barely (Hordeum vulgare L.). (2004)
  • 著者名/発表者名: Abdel-Latif, S., Kawachi, T., Fujikake, H., Ohtake, N., Ohyama, T., Sueyoshi, K.
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutrition 50(4) ページ: 527-535
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より