伸長成長におけるオーキシン作用機構の分子生物学的・遺伝学的研究

生长素延长生长作用机制的分子生物学和遗传学研究

基本信息

批准号：
04257201
负责人：
山本興太朗
金额：
$ 1.66万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

研究代表者らは、ヤエナリ下胚軸切片でオーキシンによって発現が誘導されるmRNA、Arg1の塩基配列を明らかにした(Yamamoto et al.,1992)。Arg1はそのアミノ酸配列より、生体膜を2回貫通している膜タンパクをコードしていることが推測されたが、その実体は分からなかった。今回新たにタンパク・データベースを検索した結果、Brassica napusの△15位の脂肪酸不飽和化酵素(Fad3;Arondel et al.,1992)と69%、Syne-Chocystisの△12位の脂肪酸不飽和化酵素(DesA;Wada et al.,1990)と25%の同一性アミノ酸レベルで示すことが分かった。Arg1もFad3もN末端にシグナル・ペプチドを持たないが、C末端近くのリシン残基がERへの保持シグナルとなっていると考えられる。以上の結果から、Arg1はヤエナリのERでグリセロリピッドを基質として働く△15脂肪酸不飽和化酵素であると結論できる。ノーザン分析によって、Ara1mRNAは、胚軸と根の先端および幼葉の成長の盛んな器官に多く分布していること、オーキシン処理後20分後に蓄積が見られることが分かった。胚軸切片でオーキシンによって誘導される遺伝子はいくつか報告されているが、その実体が明らかになったのはArg1が最初である。脂質代謝とオーキシンとの関係は今までに研究されたことがなかったが本研究の結果はオーキシン作用機構に脂質代謝が関与している可能性を強く示唆している。実際、オーキシンによる伸長成長の際にはエキソサイトーシスが急速に促進されることが知られており(Hager et al.,1991)、今後はオーキシン作用における生体膜系の代謝回転と脂質代謝の関係を追及する必要があるように思われる。

主要研究人员揭示了 Arg1 的核苷酸序列，Arg1 是一种 mRNA，其表达由 Jaenium japonica 下胚轴部分的生长素诱导（Yamamoto 等，1992）。从其氨基酸序列推测，Arg1编码一种可两次穿透生物膜的膜蛋白，但其实际性质尚不清楚。通过新的蛋白质数据库检索，发现了甘蓝型油菜△15位点的脂肪酸去饱和酶（Fad3；Arondel等，1992）和Syne-Chocystis的12位点脂肪酸去饱和酶（DesA）的69%。；Wada 等人，1990）并发现在氨基酸水平上表现出 25% 的同一性。 Arg1 和 Fad3 的 N 末端均没有信号肽，但 C 末端附近的赖氨酸残基被认为可作为 ER 的保留信号。从以上结果可以看出，Arg1是Jaenia japonica ER中以甘油脂为底物发挥作用的△15脂肪酸去饱和酶。 Northern分析显示Ara1 mRNA主要分布在下胚轴、根尖和幼叶等生长活跃的器官中，并且在生长素处理后20分钟观察到积累。据报道，下胚轴切片中的生长素可诱导多个基因，但 Arg1 是第一个被识别的基因。尽管脂质代谢与生长素之间的关系从未被研究过，但本研究的结果强烈表明脂质代谢可能参与生长素的作用机制。事实上，已知生长素在伸长生长过程中会迅速促进胞吐作用(Hager et al., 1991)，并且今后似乎有必要研究生长素作用中的生物膜更新和脂质代谢之间的关系。