ムギネ酸によるイネ科植物の3価鉄イオン取り込みの分子機構

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18510200
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物分子科学
• 研究機関: (財)サントリー生物有機科学研究所
• 研究代表者: 村田 佳子 財団法人サントリー生物有機科学研究所, 研究員 (60256047)
• 連携研究者: 岩下 孝 財団法人サントリー生物有機科学研究所, 研究員 (00150144) ; 難波 康祐 北海道大学, 大学院理学研究院, 講師 (50414123) ; 馬 建鋒 岡山大学, 資源生物科学研究所, 教授 (80260389)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: ムギネ酸 / 鉄錯体 / イネ科植物 / トランスポーター / ファイトシデロフォア

研究概要

イネ科植物はキレート化合物であるムギネ酸類を分泌し、土壌中の不溶3価鉄と錯体を形成して植物内に取り込んでいる。我々はムギネ酸類の簡便かつ高収率な合成方法を確立した。また、鉄欠乏状態で生育させたオオムギの根からムギネ酸類鉄錯体トランスポーターHvYS1を同定し、根の表皮細胞特異的な局在を明らかにした。HvYS1はムギネ酸3価鉄錯体のみを輸送し、他の金属錯体は輸送しない。この基質特異性を担っているのが6番目の膜外ループであることを解明した。

研究成果

• [雑誌論文] specific transporter for iron (III). Phytosiderophore complex involved in iron uptake by barley roots (2008)
  • 著者名/発表者名: Murata Y, Harada E, Sugase K, Namba K, Horikawa M, Ma JF, Yamaji N, Ueno D, Nomoto K, Iwashita T, Kusumoto S
  • 雑誌名: Pure and Applied Chem 80(12) ページ: 2689-2697
• [雑誌論文] A Practical Synthesis of the Phytosiderophore 2'-Deoxymugineic Acid : A Key to the Mechanistic Study of Iron Acquisition by Graminaceous Plants (2007)
  • 著者名/発表者名: Namba K, Murata Y, Horikawa M, Iwashita T, and Kusumoto S
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 46(37) ページ: 7060-7063
• [雑誌論文] Structural Element Responsible for the Fe(III)-phytosiderophore Specific Transport by HvYS1 Transporter in Barley (2007)
  • 著者名/発表者名: Harada E, Sugase K, Namba K, Iwashita T and Murata Y
  • 雑誌名: FEBS Lett 581(22) ページ: 4298-4302
• [雑誌論文] An Aluminum-activated Citrate Transporter in Barley (2007)
  • 著者名/発表者名: Furukawa J, Yamaji N, Wang H, Mitani N, Murata Y, Sato K, Katsuhara M, Takeda K and Ma JF
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 48(8) ページ: 1081-1091
• [雑誌論文] A specific transporter for iron(III)-phytosiderophore in barley roots (2006)
  • 著者名/発表者名: Murata Y, Ma JF, Yamaji N, Ueno D, Nomoto K, Iwashita T
  • 雑誌名: Plant J 46(4) ページ: 563-572
• [学会発表] ムギネ酸類鉄(III)錯体トランスポーターHvYS1トランスジェニックペチュニアの解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 村田佳子、伊藤喜之、難波康祐、原田英美子、岩下孝、田中良和
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20081209-12
• [学会発表] Structural Element Responsible for the Specific Transport by Iron(III)-phytosiderophore Transporter HvYS1 in Barley (2008)
  • 著者名/発表者名: Murata Y, Harada E, Sugase K, Namba K, Horikawa M, Iwashita T, Kusumoto S
  • 学会等名: XIV International Symposium on Iron Nutrition and Interactions in Plants(ISINIP)
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 20081011-16
• [学会発表] オオムギのファイトシデロフォア・鉄錯体トランスポーターにおける基質特異性の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 村田佳子、原田英美子、菅瀬謙治、難波康祐、岩下孝
  • 学会等名: 第19回日本微量元素学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080703-04
• [学会発表] オオムギのムギネ酸類鉄(III)錯体トランスポーターHvYS1における基質特異性の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 村田佳子、原田英美子、菅瀬謙治、難波康祐、岩下孝
  • 学会等名: 第3回トランスポーター研究会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20080607-08
• [学会発表] オオムギのファイトシデロフォア・鉄錯体トランスポーターHvYS1の基質特異性に関与する膜外ループの解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 村田佳子、原田英美子、菅瀬謙治、難波康祐、岩下孝
  • 学会等名: 第49回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20080320-22
• [学会発表] ファイトシデロフォア・鉄錯体トランスポーターHvYS1の基質特異性を決定するアミノ酸配列の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 村田佳子、原田英美子、菅瀬謙治、難波康祐、岩下孝
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20071211-15
• [学会発表] A Specific Transporter for Iron(III)-phytosiderophore (2007)
  • 著者名/発表者名: Murata Y, Harada E, Sugase K, Namba K, Horikawa M, Ma JF, Yamaji N, Ueno D, Nomoto K, Iwashita T, Kusumoto S
  • 学会等名: Mugineic Acid, Responsible for Barley Iron-Deficiency, International Symposium on Metallomics2007 (ISM 2007)
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 20071128-1201
• [学会発表] オオムギの根に特異的なフィトシデロフォアー(ムギネ酸)鉄錯体トランスポーター (2007)
  • 著者名/発表者名: 村田佳子、馬建鋒、山地直樹、上野大勢、野本享資、岩下孝
  • 学会等名: 第18回日本微量元素学会学術集会
  • 発表場所: 福井
  • 年月日: 20070705-06
• [学会発表] オオムギの根に特異的なファイトシデロフォアー(ムギネ酸)鉄錯体トランスポーターの解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 村田佳子、馬建鋒、山地直樹、上野大勢、野本享資、岩下孝
  • 学会等名: 第2回トランスポーター研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20070609-10
• [学会発表] A specific transporter for iron(III)-phytosiderophore,mugineic acid in barley roots. ICOB-5 & ISCNP-25 IUPAC (2006)
  • 著者名/発表者名: Murata Y, Ma JF, Yamaji N, Ueno D, Nomoto K, Iwashita T
  • 学会等名: International Conference on Biodiversity and Natural Products
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20060723-28
• [学会発表] A specific transporter for iron(III)-phytosiderophore, HvYS1 in iron-deficient barley roots (2006)
  • 著者名/発表者名: Murata Y, Ma JF, Yamaji N, Ueno D, Nomoto K, Iwashita T
  • 学会等名: 13th International Symposium on Iron Nutrition and Interaction in Plants (ISINIP)
  • 発表場所: Montpellier, France
  • 年月日: 20060703-07
• [学会発表] A specific transporter for iron(III)-phytosiderophore in barley roots (2006)
  • 著者名/発表者名: Murata Y, Ma JF, Yamaji N, Ueno D, Nomoto K, Iwashita T
  • 学会等名: 20th IUBMB International congress of biochemistry and molecular biology
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20060618-23
• [図書] ミネラルの科学と最新応用技術(第3章大麦の鉄取り込み機構) (2008)
  • 著者名/発表者名: 村田佳子、岩下孝
  • 総ページ数: 136-143
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考]
  • URL: http://www.sunbor.or.jp
• [産業財産権] 植物の色素量を増加させる方法 (2009)
  • 発明者名: 村田佳子、岩下 孝
  • 権利者名: サントリー株式会社
  • 産業財産権番号: 特許権, PCT/JP2009/55516
  • 出願年月日: 2009-03-19
• [産業財産権] ムギネ酸類の効率的製造方法 (2008)
  • 発明者名: 難波康祐、村田佳子
  • 権利者名: サントリー株式会社
  • 産業財産権番号: 特許権, 第4117009
  • 取得年月日: 2008-04-25
• [産業財産権] ムギネ酸類の効率的製造方法 (2006)
  • 発明者名: 難波康祐、村田佳子
  • 権利者名: サントリー株式会社
  • 産業財産権番号: 特許権, 特願2006-307397
  • 出願年月日: 2006-11-14