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2011 Fiscal Year Annual Research Report

イネ科植物のムギネ酸による鉄取り込み機構の解明

Research Project

Project/Area Number 21310148
Research Institution公益財団法人サントリー生命科学財団

Principal Investigator

村田 佳子  公益財団法人サントリー生命科学財団, 生物有機科学研究所, 研究員 (60256047)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 難波 康祐  北海道大学, 理学研究院・化学部門・有機化学第二研究室, 准教授 (50414123)
Keywordsムギネ酸 / ムギネ酸鉄錯体トランスポーター / 基質選択性 / イネ科食物 / オオムギ / 光親和標識体 / 鉄輸送
Research Abstract

イネ科植物固有のムギネ酸金属錯体を輸送するトランスポーター(YSL)ファミリーにおいてアミノ酸配列の相同性が高いにも関わらず、特徴的な基質選択性を示す。本研究目的は、この選択性を規定する分子基盤に注目し、結晶構造解析による基質選択性を目指すことである。
1)HvYSL2の同定:我々は鉄欠乏状態で栽培したオオムギの根からムギネ酸鉄錯体特異的なトランスポーターHvYS1を同定したが、今年度はホモログであるHvYSL2を同定し、HvYS1が表皮細胞に発現して、ムギネ酸鉄錯体選択的に輸送するのに対し、HvYSL2は内皮細胞に局在して、広範な金属錯体を輸送することを明らかにした。
2)形質転換イネおよびムギネ酸(DMA)効果:HvYS1およびそれに類するムギネ酸金属錯体トランスポーターをイネに導入し、全身で過剰発現させることにより、植物の金属蓄積能力を増強または改変することを試みた。その結果、DMAを添加したpH5.8の培地で生育させたHvPSL2導入系等(T3世代)において生育向上傾向(乾燥重量の増加)が認められたため、一定の生育能力改善が起こっていると結論した。一方、アルカリ耐性付与においては、今回導入した遺伝子の効果よりもDMAを添加した効果が大きいことが明らかとなった。DMAの添加により、1個体あたりの鉄の蓄積量が3から4倍程度増加した結果を得た。
3)YSトランスポーターの構造解析:昆虫細胞にHvYS1,ZmYS1(トウモロコシ由来で広範な金属錯体輸送)のHISタグたんぱく質を発現させ、細胞抗体染色を行った結果、ともに細胞膜に発現していた。また、同じ昆虫細胞系で55Fe-DMA錯体の輸送活性を有していた。このことにより、植物のYSトランスポーターの局在と機能を昆虫細胞でも保持していることを確認した。昆虫細胞の膜画分からYSタンパク質を精製し、結晶化を試みることができた。

  • Research Products

    (5 results)

All 2011 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] A novel barley yellow stripe 1-like transporter (HvYSL2) localized to the root endodermis transports metal-phytosiderophore complexes2011

    • Author(s)
      Araki R., Murata J., Murata Y
    • Journal Title

      Plant Cell Physiol

      Volume: 52 Pages: 1931-1940

    • DOI

      Doi;10.1093/pcp/pcp126

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] オオムギのムギネ酸・鉄錯体トランスポーターHvYS1の基質選択性に関わるアミノ酸の解析2011

    • Author(s)
      村田佳子、向坂佳代子
    • Organizer
      第84回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      京都国際会議場(京都)
    • Year and Date
      20110921-24
  • [Presentation] IUPAC Workshop in Recent Advances of Natural Products. Iron acquisition mechanism of barley as explored by mugineic acids2011

    • Author(s)
      Murata, Y.
    • Organizer
      The 14th Asian Chemical Congress
    • Place of Presentation
      Bangkok, Thailand
    • Year and Date
      20110906-09
  • [Presentation] 研究は他分野を経験するとよりおもしろい-有機化学から分子生物学へ-2011

    • Author(s)
      村田佳子
    • Organizer
      女性研究者による理工学部講演会
    • Place of Presentation
      関西学院大学理工学(兵庫)
    • Year and Date
      2011-05-28
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.sunbor.or.jp

URL: 

Published: 2013-06-26  

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