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2017 年度 実施状況報告書

リン酸化プロテオミクスによるフォトトロピンの新奇リン酸化基質の同定

研究課題

研究課題/領域番号 15K14552
研究機関山口大学

研究代表者

武宮 淳史  山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (80448406)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワードプロテオーム / シグナル伝達 / フォトトロピン / 青色光
研究実績の概要

本研究の目的は、青色光受容体キナーゼであるフォトトロピンの新奇リン酸化基質を同定することである。これまでにシロイヌナズナの黄化芽生えを対象としたリン酸化プロテオーム解析から、青色光・フォトトロピンに依存してリン酸化されるタンパク質を多数同定することに成功している。本年度は昨年度確立したフォトトロピンキナーゼを用いたin vitroキナーゼアッセイ系により、フォトトロピンによって直接リン酸化されるタンパク質の絞り込みを継続して行った。大腸菌の発現系を用いて組換えタンパク質を作製し、同じく大腸菌にて作製したフォトトロピンキナーゼ領域と32P-ATP存在下で反応させ、オートラジオグラフィによりリン酸化を検出した。これまでに全ての解析対象について組換えタンパク質の作製を試み、大部分のタンパク質についてはタンパク質を作製することができた。全長タンパク質の作製が困難であったものについては、リン酸化部位を含む断片タンパク質を作製し解析に用いた。その結果、フォトトロピンによってリン酸化される複数のタンパク質を同定することに成功した。さらにin vivoで検出されたリン酸化部位をアラニンに置換した変異型タンパク質を用いて同様のリン酸化アッセイを行ったところ、フォトトロピンによるリン酸化が見られないものが見出された。これらはこれまでフォトトロピンシグナル伝達への関与が全く報告されていない因子で、フォトトロピンの新奇リン酸化基質である可能性が高い。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

In vivo、in vitroにおけるリン酸化アッセイを完了し、フォトトロピンによってリン酸化されるタンパク質を複数同定することができた。これらは当初の目的であるフォトトロピンの新奇リン酸化基質である可能性が高いため。

今後の研究の推進方策

本研究により見出されたフォトトロピンの新奇リン酸化基質候補について、シロイヌナズナの機能欠損変異体を用いて青色光応答を詳しく解析する。また、アミノ酸置換の手法を用いてリン酸化の機能的意義を解析する。

次年度使用額が生じた理由

研究期間内に大学のキャンパス移転と研究機関の異動があり、研究ができない期間が生じたため、試薬購入費として計上していた物品費が残った。タンパク質のリン酸化を含む生化学実験に使用する予定である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Blue light and CO2 signals converge to regulate light-induced stomatal opening2017

    • 著者名/発表者名
      Hiyama Asami、Takemiya Atsushi、Munemasa Shintaro、Okuma Eiji、Sugiyama Naoyuki、Tada Yasuomi、Murata Yoshiyuki、Shimazaki Ken-ichiro
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 ページ: 1284~1284

    • DOI

      10.1038/s41467-017-01237-5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Brassinosteroid Involvement in Arabidopsis thaliana Stomatal Opening2017

    • 著者名/発表者名
      Inoue Shin-ichiro、Iwashita Nozomi、Takahashi Yohei、Gotoh Eiji、Okuma Eiji、Hayashi Maki、Tabata Ryohei、Takemiya Atsushi、Murata Yoshiyuki、Doi Michio、Kinoshita Toshinori、Shimazaki Ken-ichiro
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 58 ページ: 1048~1058

    • DOI

      10.1093/pcp/pcx049

    • 査読あり
  • [学会発表] 青色光による気孔開口の必須因子BLUS1のC末端領域の機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      細谷桜子、古屋繁一、島崎研一郎、武宮淳史
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] 孔辺細胞のCBCキナーゼはフォトトロピンに依存して陰イオンチャネル活性を抑える2018

    • 著者名/発表者名
      樋山麻美、武宮淳史、杉山直幸、宗正晋太郎、大熊英二、村田芳行、島崎研一郎
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] CBCキナーゼは青色光とCO2のシグナルを統合し光照射下での気孔開口に寄与する2018

    • 著者名/発表者名
      樋山麻美、武宮淳史、杉山直幸、多田安臣、島崎研一郎
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] Early phototropin signaling in blue light-dependent stomatal opening2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takemiya, Asami Hiyama, Ken-ichiro Shimazaki
    • 学会等名
      International Symposium on Plant Photobiology 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CBC kinases converge blue light and CO2 signals for stomatal opening under the light2018

    • 著者名/発表者名
      Asami Hiyama, Atsushi Takemiya, Naoyuki Sugiyama, Yasuomi Tada, Ken-ichiro Shimazaki
    • 学会等名
      International Symposium on Plant Photobiology 2018
  • [学会発表] CBC kinases mediate inhibition of S-type anion channels through phototropic-mediated pathway in guard cells2018

    • 著者名/発表者名
      Asami Hiyama, Atsushi Takemiya, Naoyuki Sugiyama, Shintaro Munemasa, Eiji Okuma, Yoshiyuki Murata, Ken-ichiro Shimazaki
    • 学会等名
      International Symposium on Plant Photobiology 2018

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公開日: 2018-12-17  

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