イネ胚乳に見いだされた新規プロテインジスルフィドイソメラーゼの生理機能の解明

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19580110
• 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: 応用生物化学
• 研究機関: 山口県立大学
• 研究代表者: 小川 雅広 山口県立大学, 共通教育機構, 教授 (10160772)
• 研究分担者: 熊丸 敏博 九州大学, 大学院・農学研究科, 准教授 (00284555)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2010
• キーワード: イネ / 胚乳 / PDI / 突然変異 / MNU / 分子シャペロン / RNAi組換体 / プロテインボデイ

研究概要

イネ胚乳で見出された分子サイズが40kDaの新規プロテインジスルフィドイソメラーゼ(PDI2;3)の生理機能が明らかになった。植物種子に存在する主要なPDI1;1の生理機能は、11Sグロブリンを代表とする貯蔵タンパク質の合成時に形成される分子内S-S結合を触媒することである。一方、新規PDI2;3は、分子内S-S結合形成に対して触媒作用はほとんどなく、分子間S-S結合形成を触媒していることが分かった。イネ胚乳には11Sグロブリン類似タンパク質である酸可溶性のグルテリンとアルコール可溶性のプロラミンが存在しているが、両タンパク質ともS-S結合を形成してそれらの構造を維持している。グルテリンは、PDI1;1の作用で分子内S-S結合形成後、液胞に輸送され、成熟型となる。一方、プロラミンは、小胞体内でプロラミン同士で分子間S-S結合を形成し、プロラミン凝集体を形成し、小胞体内にプロテインボデイとなる。これらプロラミン分子間のS-S結合形成に作用するのが、新規PDI2;3であることが判明した。

研究成果

• [雑誌論文] A Role for the Cysteine-Rich 10 kDa Prolamn in Protein Body I Formation in Rice. (2011)
  • 著者名/発表者名: Nagamine, A., H. Matsusaka, T. Ushijima, Y. Kawagoe, M. Ogawa, T.W. Okita, T. Kumamaru.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distinct Role of PDI and P5 Sulfhydryl Oxidoreductases in Multiple Pathways for Oxidation of Structurally Diverse Storage Proteins in Rice. (2011)
  • 著者名/発表者名: Yayoi Onda, A. Nagamine, M. Sakurai, T. Kumamaru, M. Ogawa, Y. Kawagoe
  • 雑誌名: Plant Cell 13 ページ: 1-14
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protein Disulfide Isomerase Like 1-1 Participates in the Maturation of Proglutelin Within the Endoplasmic Reticulum in Rice Endosperm. (2010)
  • 著者名/発表者名: Mio Satoh-Cruz, A.J. Crofts, Y. Takemoto-Kuno, A. Sugino, H. Washida, N. Crofts, T.W. Okita、M. Ogawa, H. Satoh, T. Kumamaru
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology 51 ページ: 1581-1593
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gene-gene Interactions between Mutants that Accumulate Abnormally High Amounts of Proglutelin in Rice Seed. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuka Ueda, M. Satoh-Cruz, H. Matsusaka, Y. Takemoto-Kuno, M. Fukuda, T.W. Okita, M. Ogawa, H. Satoh, T. Kumamaru
  • 雑誌名: Breeding Science 60 ページ: 568-574
  • 査読あり
• [学会発表] The Role of Cystein-rich Prolamines for the Formation of Prolamine Protein Body in Rice. (2009)
  • 著者名/発表者名: 長嶺愛
  • 学会等名: Plant Biology
  • 発表場所: Hawai
  • 年月日: 20090718-20090722
• [学会発表] イネ種子貯蔵タンパク質の分別輸送・蓄積におけるPDI1 ; 1およびPDI2 ; 3の機能解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 恩田弥生
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2008-03-29
• [学会発表] イネプロラミンPBの核構造形成における10kDaプロラミンの役割 (2008)
  • 著者名/発表者名: 長嶺愛
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2008-03-22
• [学会発表] イネ種子貯蔵タンパク質のジスルフィド結合形成の電子伝達系の可視化から見たタンパク質分別輸送・集積の分子機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 恩田弥生
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2008-03-22
• [学会発表] イネグルテリンの細胞内輸送と蓄積を制御する遺伝的メカニズム (2008)
  • 著者名/発表者名: 熊丸敏博
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2008-03-22
• [図書] 種子の科学とバイオテクノロジー(原田久也監修)(「イネ種子貯蔵タンパク質集積の遺伝制御機構」) (2009)
  • 著者名/発表者名: 熊丸敏博、小川雅広、佐藤光、T.W. Okita
• [図書] Plant Cell Monographs (8) Odd-Arne("Protein Body Biogenesis in Cereal Endosperm" Springer-Verlag Heidelberg)(Olsen(ed.): Endosperm.) (2007)
  • 著者名/発表者名: Kumamaru T., Ogawa M., Satoh H., Okita, T.W.