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2007 年度 実績報告書

植物の液胞膜プロトンポンプが支える金属イオン集積機能の分子システム解明

研究課題

研究課題/領域番号 18380064
研究機関名古屋大学

研究代表者

前島 正義  名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (80181577)

キーワード亜鉛輸送 / 亜鉛濃度感知 / 液胞膜 / 植物 / 金属耐性 / イオン選択性
研究概要

植物細胞において液胞が担う金属イオンの集積機能に焦点を当てた。生育に必須なZnは過剰分を液胞に蓄積し、必要な時に細胞質に供給する機構を備えており、本研究では液胞への亜鉛集積機能を支えるZn^<2+>/H^+対向輸送体(MTP1)を中心的な研究対象とし、これをエネルギー的に支えるプロトンポンプにも焦点を当てた。さらに、金属イオンホメオスタシスに関わると推定される新規金属結合タンパク質(PCaP)を見出し、金属イオン輸送系との関連に焦点を当てた。とくにZn^<2+>/H^+対向輸送体MTP1の構造を基盤とする作動機構,イオン濃度センサー機能,生理機能の特性の解明実験を進めた。MTP1の細胞質側ループの一つはヒスチジン残基に富み亜鉛濃度感知の必須部分と推定し、このHisをAlaに置換し、個々の役割を評価したところ、10個以上のHisを置換した場合にのみ亜鉛輸送活性に影響が生じた。このことは、His領域中ではHisの一定数の個数が重要であることを示している。さらに、いくつかの変異型MTP1は、亜鉛のみでなくコバルト輸送能も獲得することを発見した。詳細を検討中である。また、PCaPはカルシウムと銅イオンを結合する能力をもち、PCaP遺伝子欠失株では、過剰な銅を含む培地での生育が野生株に比して著しく低下することも見出し、金属イオンストレス耐性への関与が示唆された。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2008 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Tissue and cell specific localization of rice aquaporins and their water transport activities2008

    • 著者名/発表者名
      Sakurai, J.
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology 49

      ページ: 30-39

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of a tobacco TPK-type K^+ channel as a novel tonoplast K^+ channel using yeast tonoplast2008

    • 著者名/発表者名
      Hamamoto, S.
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry 283

      ページ: 1911-1920

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deletion of a histidine-rich loop of AtMTP1, a vacuolar Zn^<2+>/H^+ antiporter of Arabidopsis thaliana, stimulates the transport activity2008

    • 著者名/発表者名
      Kawachi, M.
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry 283

      ページ: 8374-8383

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Expanding roles of plant aquaporins in plasma membranes and cell organelles2008

    • 著者名/発表者名
      Katsuhara, M.
    • 雑誌名

      Functional Plant Biology 35

      ページ: 1-14

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ER membrane aquaporins in plants2008

    • 著者名/発表者名
      Maeshima, M.
    • 雑誌名

      Pflugers Archiv (Eur. J. Physiology) 456

      ページ: 709-716

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A hydrophilic cation-binding protein of Arabidopsis thaliana AtPCaP1 is localized to plasma membrane via N-myristoylation and association with phosphatidylinositol phosphates, PtdIns(3, 4, 5)P_3 and PtdIns(3, 5)P_22008

    • 著者名/発表者名
      Nagasaki, N.
    • 雑誌名

      FEBS Journal 275

      ページ: 2267-2282

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The ABC transporter AtABCB14 is a malate importer and modulates stomatal response to CO_22008

    • 著者名/発表者名
      Lee, M.
    • 雑誌名

      Nature Cell Biology 10

      ページ: 1217-1223

    • 査読あり
  • [学会発表] Structure-function relationship of AtMTP1, a vacuolar Zn^<2+>/H^+ antiport er and defence mode against zinc stress in atmtp1 mutant plant2008

    • 著者名/発表者名
      Maeshima, M.
    • 学会等名
      The GRL Symposium on Phytoremediation
    • 発表場所
      POSTECH (Pohang, Korea)
    • 年月日
      20080612-20080614
  • [備考]

    • URL

      http://celld.agr.nagoya-u.ac.jp/Cell_Dynamics_HP_J.html

URL: 

公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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