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2009 年度 実績報告書

種子形成における胚乳分化・糖代謝を制御するリン酸化タンパク質の機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 20780069
研究機関北海道大学

研究代表者

濱田 茂樹  独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 作物研究所米品質研究チーム, 任期付研究員 (90418608)

キーワードリン酸化タンパク質 / プロテインキナーゼ / デンプン生合成 / Nucleooside diphosphate kinase 1
研究概要

本研究では,イネ登熟種子において、胚乳分化およびデンプン生合成を含む糖代謝に関わるリン酸化タンパク質を同定・解析することを目的とした.今年度は、新たにプロテインキナーゼ(リン酸化酵素)の同定も試みたが、その存在量が極微量のためかプロテオーム解析やアフィニティーカラムクロマトグラフィーでの同定には至らなかった。一方で、昨年度の研究成果の中で明らかにしたリン酸化タンパク質候補の中からNucleooside diphosphate kinase 1(NDPK1)に注目し解析を進めた。本酵素は、デンプン生合成量を制御するADP-glucose pyrophosphorylase(AGPase)の基質となるATP量をコントロールすると考えられ、まさに目的に合致したタンパク質と判断した。本研究によって初めて、リン酸化タンパク質であることが明らかとされた。ゲノム情報からNDPKには3種の遺伝子が存在するが(NDPK1~3)これらアイソザイムのGFP融合タンパク質の細胞内局在性を解析したところ、NDPK1は細胞質、NDPK2および3はプラスチドに存在することを明らかにした。イネ胚乳では細胞質型AGPaseの活性がデンプン生合成に極めて重要であることから、同定したNDPK1が細胞質においてAGPaseと協調的に機能していることが考えられた。また、ノーザンブロット解析の結果から、NDPK1はスクロース誘導性であることを明らかにし、種子中で転流シグナルによって発現し、糖代謝を制御することが示唆された。デンプン生合成の調節因子はまだまだ不明な点が多く、今回の結果はデンプン生合成量の制御機構解明に新たな展開を与えるものである。現在、有望なリン酸化タンパク質については、欠損変異体等の作製を進めているところである。今後、更に生体内での機能が明らかにされていくものと期待している。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2009

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Identification of cis-localization elements of the maize 10kD delta-zein and their use in the targeting RNAs to specific cortical ER subdomains2009

    • 著者名/発表者名
      Washida Haruhiko et al.
    • 雑誌名

      The Plant Journal 60

      ページ: 146-155

    • 査読あり
  • [学会発表] トウモロコシゼインの細胞内RNA局在に関与するシス制御配列の解析とRNA局在を利用したイネ胚乳細胞におけるタンパク質局在および蓄積量制御の試み2009

    • 著者名/発表者名
      鷲田治彦
    • 学会等名
      日本育種学会第116回講演会2009年秋季
    • 発表場所
      札幌市(北海道大学)
    • 年月日
      2009-09-26
  • [学会発表] イネ登熟種子由来リン酸化タンパク質Hsp82およびNDPK1の発現特性2009

    • 著者名/発表者名
      濱田茂樹
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会2009年度大会
    • 発表場所
      弘前市(弘前大学)
    • 年月日
      2009-09-16
  • [学会発表] ツベロン酸グルコシドグルコシダーゼの酵素学的諸性質の解明および遺伝子の同定2009

    • 著者名/発表者名
      和久田真司
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会2009年度大会
    • 発表場所
      弘前市(弘前大学)
    • 年月日
      2009-09-16
  • [学会発表] プラスチドタンパク質の輸送因子同定を目指した変異体植物の作成2009

    • 著者名/発表者名
      渡辺和弘
    • 学会等名
      日本農芸化学会北海道支部平成21年度第一回合同学術講演会
    • 発表場所
      札幌市(北海道大学)
    • 年月日
      2009-07-25

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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