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本課題ではエチレン生合成の律速酵素であるACC合成酵素のリン酸化による翻訳後制御機構の解明を目的とし、トマトの傷害誘導性ACC合成酵素LeACS2をモデルとして解析を行っている。LeACS2は翻訳後にリン酸化され安定型となり、脱リン酸化によって不安定型となり分解へと導かれる。ウェスタンブロット法およびPhos-Tag SDS-PAGE法により、LeACS2が翻訳後直ちにリン酸化され、ほぼすべてのLeACS2分子がリン酸化型として存在していることを明らかにした。このことはACC合成酵素の翻訳後制御の律速段階が脱リン酸化段階であることを意味している。そこでLeACS2の脱リン酸化を担うprotein phosphatase(PPase)の同定するために、リン酸化部位を含むLeACS2のC末端側の配列に基づきリン酸化ペプチドを合成し、このペプチドに結合するprotein phosphataseを探索した。その結果、二次元電気泳動上でPPaseの一つであるPP2Aと同じ挙動を示すタンパク質が検出された。これまで、イムノスクリーニング法により、LeACS2をリン酸化するprotein kinaseとしてcalciumdependent protein kinase(CDPK)(LeCDPK2)を同定している。一方、シロイヌナズナのACC合成酵素AtACS6は、CDPKの推定リン酸化部位とは別の部位がMAPKによってリン酸化される。このことから、ACC合成酵素が2種のprotein kinaseによってリン酸化されることが予測され、Phos-TagSDS-PAGE法を用い、果実組織におけるLeACS2のリン酸化状態を解析した。その結果、LeACS2がCDPKおよびMAPKの両者によってリン酸化されていることが明らかになった。
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