研究課題
基盤研究(B)
1 ラン藻(Synechocystis sp. strain PCC 6803)のKtr系は、Naで活性化されるK輸送体であることが分かった。K輸送活性がCCCPの添加で阻害され、呼吸鎖が変異してH駆動力が解消された変異株では輸送活性が検出できなかったことから、H駆動力がKtr系輸送体に関与することが強く示唆された。また、ラン藻に高浸透圧ストレスを与えるとKの流出が起きることが分かった。ラン藻のKtr系変異株では、そのK流出を補うKの取込みが起こらないことが分かった。この結果から、Ktr系は浸透圧変化に適応するのに必須なK取込み系として機能していることが明らかとなった。2 微生物と植物のKtr/HKT系トランスポーターは8回の膜貫通構造をとる。第8番目の膜貫通領域に存在する正電荷アミノ酸を他のアミノ酸に置換してイオン選択性への関与を検討した。野性株のArgからLysへの置換はイオン透過性が保持されたが、負電荷アミノ酸や極性のないアミノ酸への置換はイオン透過性が失われた。この正電荷アミノ酸は本輸送体の機能に重要であることが分かった。3 KUP系輸送体の膜貫通構造を明らかにするために、試験管内翻訳・膜挿入系を用いた解析を試みたが、膜への挿入が起こらないことがわかった。そこで、大腸菌発現による方法で行い膜貫通領域を決定した。4 シロイヌナズナKCO2チャネルのC末領域にはCaと結合すると予想されるEF-handが2つ連続に存在している。このN末側のEF-handにいくつかのアミノ酸置換を導入したところ、EF-hand内に2つあるCysを置換した場合に、K輸送活性の減少が観察された。このことから、EF-hand構造がK輸送に影響を与えていることが分かった。5 シロイヌナズナのAtHKT1トランスポーターが地上部では通導組織で発現しており、本輸送系遺伝子の変異により道管にNaの蓄積が検出され、篩管にはNaが供給されないことが明らかとなった。AtHKT1は植物のNa循環系の一つとして機能していることが強く示唆された。
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