植物におけるビタミンB2代謝調節機構とその生理的意義の解明

植物维生素B2代谢调控机制及其生理意义的阐明

• 批准号: 21K05382
• 负责人: 小川 貴央
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Shimane University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05382/
• 关键词: ビタミンB2; リボフラビン; 輸送体; 補酵素; 転写調節因子; 環境ストレス

ビタミンB2であるリボフラビンを前駆体とするFADやFMNは、生物のあらゆる生理機能に重要な補酵素であるため、細胞内レベルは恒常的に維持されている。植物においてリボフラビンは葉緑体のみで合成され、各オルガネラに輸送された後にFADやFMNが合成されると考えられる。しかしながら、これらフラビン化合物のオルガネラ間、また植物の組織間における輸送機構については全く不明である。そこで我々は、シロイヌナズナにおけるフラビン化合物の輸送体を同定するために、ある輸送体ファミリーに注目して解析を行ってきた。まず、複数の遺伝子から構成される輸送体ファミリー遺伝子の中で、フラビン化合物輸送体が存在するかどうかを検討するために、低濃度のフラビン添加条件下では生育できない酵母変異体にこれら輸送体遺伝子を形質転換し、その生育を調べた。その結果、2種類の輸送体遺伝子導入株において、低濃度フラビン添加条件でも生育可能にまで回復することがわかった。そこで、それらの輸送体導入酵母を用いて、フラビン輸送活性を調べた結果、両方の輸送体候補遺伝子導入株においては、顕著なフラビン取り込み活性が認められた。このことから、同定した2種類のフラビン輸送体候補遺伝子は、少なくとも酵母内ではフラビン輸送体として機能することが明らかになった。そこで現在、これら候補遺伝子が実際に植物細胞内においてもフラビン輸送体として機能しているかについて、シロイヌナズナT87培養細胞や、植物体を用いて詳細な解析を行なっている。

FAD和FMN的前体是核黄素（维生素B2），是对生物体所有生理功能都很重要的辅酶，因此它们的细胞内水平始终保持不变。在植物中，核黄素仅在叶绿体中合成，FAD和FMN被认为是在被转运至各细胞器后合成的。然而，这些黄素化合物在细胞器之间和植物组织之间的转运机制完全未知。因此，为了鉴定拟南芥中黄素化合物的转运蛋白，我们重点关注特定的转运蛋白家族。首先，为了检查由多个基因组成的转运蛋白家族基因中是否存在黄素复合转运蛋白，我们测试了在低浓度黄素添加条件下不能生长的酵母突变体中的这些转运蛋白基因，并检查了其生长。 。结果发现，两种转运蛋白基因导入菌株即使在添加低浓度黄素的条件下也恢复到可以生长的程度。因此，使用这些导入转运蛋白的酵母菌株检查黄素转运活性，结果发现在两个转运蛋白候选基因导入菌株中都观察到显着的黄素摄取活性。这些结果表明，两个已鉴定的黄素转运蛋白候选基因至少在酵母中起黄素转运蛋白的作用。因此，我们目前正在使用培养的拟南芥T87细胞和植物进行详细分析，以确定这些候选基因是否实际上在植物细胞内充当黄素转运蛋白。

项目成果

植物細胞内フラビン化合物レベルの変化が環境ストレス応答に及ぼす影響

植物细胞内黄素化合物水平变化对环境胁迫反应的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 杉井天真;原田美帆;丸田隆典;石川孝博;吉村和也;重岡 成;小川貴央
• 通讯作者: 小川貴央

シロイヌナズナNudix hydrolase によるピリジンヌクレオチド代謝の生理的意義

拟南芥 Nudix 水解酶代谢吡啶核苷酸的生理意义

• 发表时间: 2022
• 作者: 植木ももこ;丸田隆典;石川孝博;吉村和也;重岡 成;小川貴央
• 通讯作者: 小川貴央

植物における細胞内フラビンレベルの変化と環境ストレス応答の関連性

植物细胞内黄素水平变化与环境胁迫反应的关系

• 发表时间: 2023
• 作者: 杉井天真;原田美帆;丸田隆典;石川孝博;吉村和也;重岡 成;小川貴央
• 通讯作者: 小川貴央

シロイヌナズナのフラビン代謝調節に関与する新規転写因子の生理機能解析

拟南芥中参与黄素代谢调节的新型转录因子的生理分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 原田美帆;難波純也;丸田 隆典;石川孝博;吉村和也;重岡 成;小川貴央
• 通讯作者: 小川貴央

植物細胞内フラビン化合物レベルが環境ストレス応答に与える影響

植物细胞内黄素化合物水平对环境胁迫反应的影响

• 发表时间: 2023
• 作者: 杉井天真;原田美帆;丸田隆典;石川孝博;吉村和也;重岡 成;小川貴央
• 通讯作者: 小川貴央