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タバコのbZIP 型転写因子RSG は植物ホルモン・ジベレリン(GA) の内生量調節に関与する。RSG は14-3-3 によって負に制御されている。カルシウム依存性タンパク質リン酸化酵素NtCDPK1 はRSG をリン酸化し、RSG と14-3-3 の結合を促進する酵素として単離された。NtCDPK1 はRSG をリン酸化するだけでなく、自己リン酸化されることも明らかになった。本研究は、NtCDPK1 の自己リン酸化部位を同定し、NtCDPK1 の自己リン酸化が基質のリン酸化に与える影響を明らかにすることを目的とした。
CDPK は植物のカルシウム信号伝達において中心的な役割を果たしており、遺伝学的な解析から多くの生理的な機能が明らかにされてきた。しかしながら、分子レベルでのCDPK の機能制御機構に関して未解明な点が多い。CDPK は多くのキナーゼとは異なり、触媒領域のactivation loop以外の部位が自己リン酸化されると予想されるが、その生理的な意味の解明には至っていない。
平成28年度の研究実績として、NtCDPK1の自己リン酸化は基質の親和性に影響を与えることで、自己リン酸化の前後でリン酸化する基質を変化させる可能性が示された。NtCDPK1の自己リン酸化部位は植物細胞内でもリン酸化された。また、自己リン酸化部位に非リン酸化変異であるAla置換、および疑似リン酸化変異であるAsp置換を導入したNtCDPK1を発現させた植物では発芽率に影響が見られた。したがって、植物細胞内においてもNtCDPK1の自己リン酸化は生理的な役割をもつと考えられる。本研究により、これまで不明であったCDPKの自己リン酸化の機能を明らかにすることができた。
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