出芽酵母の伸展活性化カルシウムチャネルの構造・機能相関

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16370072
• Research Institution: Tokyo Gakugei University
• Principal Investigator: 飯田 秀利 東京学芸大学, 教育学部, 教授 (70124435)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 飯田 和子 東京都医学研究機構, 東京都臨床医学総合研究所, 主任研究員 (40151229)
• Keywords: 出芽酵母 / シロイヌナズナ / 伸展活性化カルシウムチャネル / Cch1 / Mid1 / Mca1 / 機械刺激 / カルシウム

Research Abstract

1.出芽酵母のカルシウムチャネルCch1の構造と機能の関係を調べた。先に遺伝学的に同定していたmid3変異はCCH1遺伝子内に生じた変異であることを遺伝解析とクローニングにより明らかにした。すなわち、mid3はただ一つのアミノ酸の置換(G→E)により、Cch1を完全に失活させる変異であった。そこで、このアミノ酸置換はどのようなメカニズムでCch1を失活させるのかについて調べた。その結果:(1)mid3変異株のCch1Eの発現量は、野生株のCch1の発現量より低いが、Cch1Eを20倍高発現させてもCa^<2+>取込みは回復しないこと、(2)Cch1E-GFP融合タンパク質は正常に形質膜に局在すること、(3)Gをさまざまなアミノ酸に置換した変異体について解析し、Ca^<2+>取込み活性は置換アミノ酸の側鎖の大きさと反比例して小さくなることを明らかにした。これらの結果は、Cch1Eがチャネル活性を持たないのは、タンパク質の安定性と細胞膜への輸送の欠損ではなく、大きなアミノ酸側鎖への置換に伴う立体構造の変化によることを示唆する。
2.出芽酵母のmid1変異株の致死性を相補するシロイヌナズナの・MCA1の構造と機能を調べた。MCA1はmid1変異のみならずcch1変異株とmid1 cch1二重変異株をも相補することができた。したがって、MCA1は酵母細胞の中でMID1の代わりをするのではなく、MID1およびCCH1とは独立にはたらくことを示した。Mca1タンパク質は酵母細胞の細胞膜に膜貫通タンパク質として存在することも明らかにした。また、植物体において、機械刺激に応答してCa^<2+>の流入に関与することを明らかにした。

Research Products

• [Journal Article] Arabidopsis plasma membrane protein crucial for Ca^<2+>influx and touch sensing in roots (2007)
  • Author(s): Nakagawa, Y., Katagiri, T., Shinozaki, K., Qi, Z., Tatsumi, H., Furuichi, T., Kishigami, A., Sokabe, M., Kojima, I., Sato, S., Kato, T., Tabata, S., Iida, K., Terashima, A., Nakano, M., Ikeda, M., Yamanaka,T., Iida,H.
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 104 Pages: 3639-3644