光合成炭素代謝の統御に関与するプロテインキナーゼの探索とシグナル伝達の分子機構

寻找参与光合碳代谢控制的蛋白激酶及信号转导的分子机制

• 批准号: 12025214
• 负责人: 泉井 桂
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12025214/
• 关键词: トウモロコシ; 環境ストレス応答; リン酸化ペプチド抗体; C4光合成; プロテインキナーゼ; ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ; フラベリア; シグナル伝達; トウモロコシ; 環境ストレス応答; リン酸化ペプチド抗体; C4光合成; プロテインキナーゼ; ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ; フラベリア; シグナル伝達

C4光合成の律速酵素であるホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(PEPC)をとりあげ、ア)本酵素の可逆的リン酸化による活性調節の動態の解明、イ)このリン酸化に関与するプロテインキナーゼ(PK)の同定とこれに連なるシグナル伝達機構の解明および、ウ)本酵素遺伝子の発現調節すなわち、転写やmRNAの安定性などの段階におけるリン酸化を介する調節機構の解明を目指す。今年度は1.単子葉C4植物のトウモロコシを材料として種々の条件下でのリン酸化の動態を特異的抗体を用いてより定量的に解析する手法を開発した。2.双子葉C4植物であるフラベリアトリネルヴィアからPEPC-PKのcDNAをクローニングすることに成功した。組換え体酵素を作成しその活性を確認した。さらに、トウモロコシからもPEPC-PKの部分配列のcDNAのクローニングに成功した。3.PEPCのリン酸化の促進にはCa^<2+>が必要であることが細胞レベルで示唆されているので、植物特有のCa^<2+>依存性PK(CDPK)に注目してきた。とくに低温で誘導される分子種については、イネを用いて過剰発現形質転換株を作出したところ、顕著に低温および乾燥/塩ストレス耐性が高まった。このCDPKは主に維管束周辺細胞において発現していることをみいだした。葉肉細胞での発現は低いことからこのCDPKはPEPCの低温下でのリン酸化に関与していないことが明らかとなった。4.PEPCの遺伝子発現は葉緑体と核とのクロストーク制御を受けないこと、mRNAの分解に関与するRNaseで光により活性変動すると推定されるものが存在することを示唆する知見を得た。また、本遺伝子の光誘導とDNAのメチル化との間に興味深い対応関係を見い出した。

我们将采用磷酸烯醇丙酮酸羧化酶（PEPC），用于C4光合作用的速率限制酶，并旨在通过该酶的可逆磷酸化来阐明活性调节的动力学； a）鉴定涉及这种磷酸化的蛋白激酶（PK），并阐明与该酶相关的信号转导机制； c）阐明了该酶基因的表达，即在转录和mRNA稳定性等阶段中介导的调节机制。今年，我们开发了一种方法，该方法使用特定抗体在各种条件下使用1个玉米在各种条件下进行定量分析磷酸化动力学。 2。我们成功地克隆了来自Trinervia的Dicotyledonal C4植物的PEPC-PK的cDNA。准备重组酶，并确认其活性。此外，PEPC-PK的部分序列的cDNA成功从玉米克隆了。 3.在细胞水平上提出，促进PEPC的磷酸化需要CA^<2+>，因此我们专注于植物特异性的Ca^<2+> - 依赖性PK（CDPK）。特别是对于在低温下诱导的分子物种，使用大米产生过表达的转化体，并且对低温和干燥/盐胁迫的抗性显着增加。发现该CDPK主要在周围血管细胞中表达。叶肉叶细胞中的低表达表明，该CDPK在低温下与PEPC的磷酸化无关。 4。我们获得的发现表明，PEPC中的基因表达不受叶绿体和核之间的串扰控制，并且MRNA降解中涉及一些RNass，这些RNase被认为是由于光而改变活性。我们还发现该基因的光诱导与DNA甲基化之间有一个有趣的对应关系。