膜電位形成・環境に関与する植物のK+およびNa+輸送体の解析

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17078005
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東北大学 (2006-2009); 名古屋大学 (2005)
• 研究代表者: 魚住 信之 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40223515)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2009
• キーワード: 浸透圧 / イオンチャネル / 塩 / ナトリウム / カリウム / 膜輸送 / 膜電位

研究概要

植物とラン藻の輸送体の塩と高浸透圧への関与を詳細に解析し、乾燥や塩の集積によるストレスに関わる本輸送系の機能的意義を明らかにすることを目標に研究を行った。Naや細胞内主要イオンKの植物の輸送系には他の生物とは異なる特徴がある。植物においてK/NaトランスポーターとKチャネルは、植物の生体膜の物質移動を支配するイオン輸送体である。本研究は、K/NaトランスポーターとKチャネルを研究対象に解析をすすめ、膜輸送系の制御機構と膜を介した情報伝達を解析した。

研究成果

• [雑誌論文] Phytosiderophore efflux transporters are crucial for iron acquisition in graminaceous plants. (2011)
  • 著者名/発表者名: Nozoye, T., Nagasaka, S., Kobayashi, T., Takahashi, M., Sato, Y., Sato, Y., Uozumi, N., Nakanishi, H., Nishizawa, NK.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 286 ページ: 5446-5454
  • 査読あり
• [雑誌論文] AtKUP/HAK/KT9, a K^+ transporter from Arabidopsis thaliana, mediates Cs^+ uptake in Escherichia coli. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, D., Uozumi, N., Hisamatsu, S., Yamagami, M.
  • 雑誌名: Biosci.Biotech.Biochem. 74 ページ: 203-205
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modulation of the Arabidopsis KAT1 channel by an activator of protein kinase C in Xenopus laevis oocytes. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sato, A., Gambale, F., Dreyer, I., Uozumi, N.
  • 雑誌名: FEBS J. 277 ページ: 2318-2328
  • 査読あり
• [雑誌論文] Trk/HKT-type K^+ transporter from Trypanosoma brucei. (2010)
  • 著者名/発表者名: Mosimann, M., Goshima, S., Wenzler, Y., Luscher, A., Uozumi, N., Maser, P.
  • 雑誌名: Eukaryotic Cell 9 ページ: 539-546
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel potassium channel in photosynthetic cyanobacteria. (2010)
  • 著者名/発表者名: Zanetti, M., Teardo, E., Rocca, N. L., Zulkifli, L., Checchetto, V., Shijuku, T, Sato, Y., Giacometti, G. M., Uozumi, N., Bergantino, E., Szabo, I.
  • 雑誌名: PLoS ONE 5 ページ: e10118,1-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of tandem-pore K^+ channels in plants-a puzzle still to be solved. (2010)
  • 著者名/発表者名: Voelker, C., Gomez-Porras, J. L., Becker, D., Hamamoto, S., Uozumi, N., Gambale, F., Mueller-Roeber, B., Czempinski, K., Dreyer, I.
  • 雑誌名: Plant Biology 12 ページ: 56-66
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cell-free protein N-myristoylation system utilizing wheat-germ extracts facilitates update of consensus motif for the modification of plant proteins. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamauchi, S., Fusada, N., Hayashi, H., Utsumi, T., Uozumi, N., Tozawa, Y.
  • 雑誌名: FEBS.J. 277 ページ: 3596-3607
  • 査読あり
• [雑誌論文] The KtrA and KtrE subunits are required for Na^+ dependent K^+ uptake by KtrB across the plasma membrane in Synechocystis sp.PCC 6803. (2010)
  • 著者名/発表者名: Zulkifli, L., Akai, M., Yoshikawa, A.,Shimojima, M., Ohta, H., Guy HR., Uozumi, N.
  • 雑誌名: J.Bacteriol. 192 ページ: 5063-5070
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contribution of salicylic acid glucosyltransferase, OsSGT1, to chemically-induced disease resistance in rice plants. (2009)
  • 著者名/発表者名: Umemura, K., Satoh, J., Iwata, M., Uozumi, N., Koga, J., Kawano, T., Koshiba, T., Anzai, H., Mitomi, M.
  • 雑誌名: Plant J. 57 ページ: 463-472
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and characterization of the Na^+/H^+ antiporter NhaS3 from the thylakoid membrane of Synechocystis sp.PCC 6803. (2009)
  • 著者名/発表者名: Tsunekawa, K., Shijuku, T., Hayashimoto, M., Kojima, T., Onai, K., Morishita, M., Ishiura, M., Kuroda, T., Nakamura, T., Kobayashi, H., Sato, M., Toyooka, K., Matsuoka, K., Omata, T., Uozumi, N.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 284 ページ: 16513-16521
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synchrony between flower opening and petal-color change from red to blue in morning glory, Ipomoea tricolor cv. Heavenly Blue. (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, K., Miki, N., Momonoi, K., Kawachi, M., Katou, K., Okazaki, Y., Uozumi, N., Maeshima, M., Kondo, T.
  • 雑誌名: Proc.Jpn.Acad.Ser.B 85 ページ: 187-197
  • 査読あり
• [雑誌論文] Threonine at position 306 of the KAT1 potassium channel is essential for channel activity and is a target site for ABA-activated SnRK2/OST1/SnRK2.6 protein kinase. (2009)
  • 著者名/発表者名: Sato, A., Sato, Y., Fukao, Y., Fujiwara, M., Umezawa, T., Shinozaki, K., Hibi, T., Taniguchi, M., Miyake, H., Goto, D.B., Uozumi, N.
  • 雑誌名: Biochem.J. 424 ページ: 439-448
  • 査読あり
• [雑誌論文] The implication of YggT of Escherichia coli in osmotic regulation. (2009)
  • 著者名/発表者名: Ito, T., Uozumi, N., Nakamura, T., Takayama, S., Matsuda, N., Aiba, H., Hemmi, H., Yoshimura, T.
  • 雑誌名: Biosci.Biotech.Biochem. 73 ページ: 2698-2704
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of a tobacco TPK-type K^+ channel as a novel tonoplast K^+ channel using yeast tonoplasts. (2008)
  • 著者名/発表者名: Hamamoto, S., Marui, K., Matsuoka, K., Higashi, K., Igarashi, K., Nakagawa, T., Kuroda, T., Mori, Y., Murata, Y., Nakanishi, Y., Maeshima, M., Yabe, I., Uozumi, N.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 283 ページ: 1911-1920
  • 査読あり
• [雑誌論文] Purification of the functional plant membrane channel KAT1. (2008)
  • 著者名/発表者名: Hibi, T., Aoki; S., Oda; K., Munemasa, S., Ozaki, S., Shirai, O., Uozumi, N.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 374 ページ: 465-469
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel treatment for lithium induced nephrogenic diabetes insipidus rat model using the Sendai-virus vector carrying aquaporin 2 gene. (2008)
  • 著者名/発表者名: Suga, H., Nagasaki, H., Kondo, T., Okajima, Y., Suzuki, C., Ozaki, N., Arima, H., Yamamoto, T., Ozaki, N., Akai, M., Sato, A., Uozumi, N., Inoue, M., Hasegawa, M., Oiso, Y.
  • 雑誌名: Endocrinology 149 ページ: 5803-5810
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrophysiological property of NtTPK1 expressed in yeast tonoplast. (2008)
  • 著者名/発表者名: Hamamoto, S., Yabe, I., Uozumi, N.
  • 雑誌名: Biosci.Biotech.Biochem. 72 ページ: 2785-2787
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contribution of hydrophobic and electrostatic interactions to the membrane integration of the Shaker K^+ channel voltage sensor domain. (2007)
  • 著者名/発表者名: Zhang, L., Sato, Y., Hessa, T., von Heijne, G., Lee, J-K., Kodama, I., Sakaguchi, M., Uozumi, N.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 104 ページ: 8263-8268
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of positively charged amino acids in the M2_D transmembrane helix of Ktr/Trk/HKT-type cation transporters. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kato, N., Akai, M., Zulkifli, L., Matsuda, N., Kato, Y., Goshima, S., Hazama, A., Yamagami, M., Guy, H. R., Uozumi, N.
  • 雑誌名: Channels 1 ページ: 161-171
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ktr-mediated potassium transport, a major pathway for potassium uptake, is coupled to a proton gradient across the membrane in the Synechocystis sp.PCC6803. (2006)
  • 著者名/発表者名: Matsuda, N., Uozumi, N.
  • 雑誌名: Biosci.Biotech.Biochem. 70 ページ: 273-275
  • 査読あり
• [雑誌論文] Properties of Shaker-type potassium channels in higher plants. (2006)
  • 著者名/発表者名: Gambale, F., Uozumi, N.
  • 雑誌名: J.Membrane Biol. 210 ページ: 1-19
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nomenclature for HKT transporters, key determinants of plant salinity tolerance. (2006)
  • 著者名/発表者名: Platten, J.D., Cotsaftis, O., Berthomieu, P., Bohnert, H., Davenport, R.J., Fairbairn, D.J., Horie, T., Leigh, R.A., Lin, H-X., Luan, S., Maser, P., Pantoja, O., Rodriguez-Navarro, A., Schachtman, D.P., Schroeder, J.I., Sentenac, H., Uozumi, N., Very, A-A., Zhu, J-K., Dennis, E.S., Tester, M.
  • 雑誌名: Trends in Plant Sciences 11 ページ: 372-374
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutation of His-157 in the second pore loop drastically reduces the activity of Synechocystis Ktr transporter. (2006)
  • 著者名/発表者名: Zulkifli, L., Uozumi, N.
  • 雑誌名: J.Bacteriol. 188 ページ: 7985-7987
  • 査読あり
• [雑誌論文] Further application of a two-step heparin affinity chromatography method using divalent cations as eluents : Purification and identification of membrane-bound heparinb inding proteins from the mitochondrial fraction of HL-60 cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Iida, T., Masaharu, K., Uozumi, N., Inui, T., Imai, K.
  • 雑誌名: J.Chromatography B 823 ページ: 209-212
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced salt tolerance mediated by AtHKT1 transporter-induced Na^+ unloading from xylem vessels to xylem parenchyma cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sunarpi, Horie, T., Motoda, Jo, Kubo, M., Yang, H., Yoda, K., Horie, R., Chan, W-Y., Leung, H-Y., Hattori, K., Konomi, M., Osumi, M., Yamagami, M., Schroeder, J.I.,U ozumi, N.
  • 雑誌名: Plant J. 44 ページ: 928-938
  • 査読あり
• [雑誌論文] All four putative selectivity filter glycine residues in KtrB are essential for high affinity and selective K^+ uptake by the KtrAB system from Vibrio alginolyticus. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tholema, N., vor der Bruggen, M., Maser, P., Nakamura, T., Schroeder, J.I., Kobayashi, H., Uozumi, N., Bakker, E.P.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280 ページ: 41146-41154
  • 査読あり
• [学会発表] KAT1 is differentially phosphorylated by SnRK2.6 and calcium-dependent kinase, which reduces its transport activity. (2010)
  • 著者名/発表者名: Uozumi N, Sato A, Sato Y, Fukao Y, Fujiwara M, Umezawa T, Shinozaki K, Hibi T, Taniguchi M, Miyake M, Dreyer I, Gambale F, Goto D.
  • 学会等名: XV International Workshop on Plant Membrane Biology
  • 発表場所: Adelaide, Australia
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] Phosphorylation Of KAT1 C-terminus Modulates K+ Uptake Activity (2009)
  • 著者名/発表者名: Sato, A., Taniguchi, M., Miyake, H., Umezawa, T., Shinozaki, K., Goto, D.B., Uozumi, N.
  • 学会等名: Biophysical Society 53rd Annual Meeting
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2009-03-02
• [学会発表] Membrane topogenesis of the voltage dependent K channels (2007)
  • 著者名/発表者名: Zhang, L., Uozumi, N.
  • 学会等名: Membrane Transport as a Universal Biological Mechanism
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2007-01-11
• [図書] Ion Channels and Plant Stress Responses.(Ion channels and plant stress : past, present and future)(In Demidchik, V., Maathuis, F. (ed.)) (2010)
  • 著者名/発表者名: Uozumi, N., Schroeder J.I.
  • 総ページ数: 1-22
  • 出版者: Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
• [図書] Comprehensive Biophysics Volume 6-Channel Proteins(Structure-Function Correlates in Plant Ion Channels.)(Montal, M.(ed.))
  • 著者名/発表者名: Uozumi, N, Dreyer, I.
  • 出版者: Elsevier, in press
• [備考] ホームページ等