孔辺細胞原形質膜H^+-ATPaseの活性化に関与するプロテインキナーゼの同定

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12740440
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 木下 俊則 九州大学, 大学院・理学研究院, 助手 (50271101)
• Keywords: 青色光 / 孔辺細胞 / H^+-ATPase / Two-hybrid-system / プロテインキナーゼ / 気孔 / ソラマメ

Research Abstract

本研究では、孔辺細胞原形質膜H^+-ATPaseの活性化に関わるプロテインキナーゼを含めH^+-ATPaseと直接相互作用するタンパク質のcDNAを酵母のTwo-hybrid法により単離し、その機能を明らかにすることを目的として研究を進めてきた。
スクリーニングには主に原形質膜H^+-ATPaseのC末端領域を用いて行った。これは原形質膜H^+-ATPaseが活性化される際にこの領域がリン酸化され、原形質膜H^+-ATPaseを直接リン酸化するプロテインキナーゼや脱リン酸化するホスファターゼはこの領域を認識している可能性が高いためである。これまで、ソラマメ孔辺細胞のcDNAライブラリー由来の約1500万コロニーをスクリーニングし、300個の陽性クローンを単離した。現在、これら陽性クローンのシークエンス作業を進めているところであるが、cDNAの明らかとなったものとして、ATP/GTP-binding site motif AをもつLEA-like proteinやvestitone reductatseやphosphate transporterや多くのunknown proteinがある。これらの陽性クローンはTwo-hybrid法では間違いなく相互作用するものであるが、本当に細胞内で原形質膜H^+-ATPaseと相互作用するかは不明であり、今後の解析が非常に重要である。
今後は、これらのタンパク質のうち相互作用の強いものやアミノ酸配列から機能が明確なもの(たとえばキナーゼやホスファターゼなど)を選び、シロイヌナズナのノックアウトラインにおける気孔の開閉やin vitroでの原形質膜H^+-ATPase活性に対する影響を調べ、その機能を証明する予定である。

Research Products

• [Publications] Toshinori Kinoshita: "phot1 and phot2 mediate blue light regulation of stomatal opening"Nature. 414. 656-660 (2001)
• [Publications] Toshinori Kinoshita: "Analysis of the phosphorylation level in guard-cell plasma membrane H^+-ATPase in response to Fusicoccin"Plant & Cell Physiology. 42. 424-432 (2001)
• [Publications] Takashi, Emi: "Specific binding of vf14-3-3a isoform to the plasma membrane H^+-ATPase in response to blue light and fusicoccin in guard cells of broad beans"Plant Physiology. 125. 1115-1125 (2001)
• [Publications] Misumi Tominaga: "Guard-cell chloroplasts provides ATP required for H+ pumping in the plasma membrane and stomatal opening"Plant & Cell Physiology. 42. 795-802 (2001)
• [Publications] 木下俊則: "青色食による気孔開口と細胞膜H^+-ATPase"化学と生物. 38. 774-776 (2000)
• [Publications] 島崎研一郎: "植物の光センシング"秀潤社. 192 (2001)