高等植物における液胞形成の制御と組織構築

高等植物液泡形成和组织结构的调节

• 批准号: 10182208
• 负责人: 和田 洋
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Osaka 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: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10182208/
• 关键词: 伸長成長; 液胞; 低分子量GTPase

液胞はその内部を酸性に保ち,液胞膜を介した化学浸透圧的エネルギー差を利用して代謝産.物・無機イオンを輸送する.高等植物の液胞膜を介した化学浸透圧エネルギー差は,H^+-ATPase,H^+-PPaseの二種のイオンポンプの機能による,本研究では、高等植物の形態・組織構築に果たす液胞の生理的機能を明らかに.する研究の一環としてオルガネラ酸性化の制御機構に焦点を結び,細胞基質と液胞のイオン環境の調節を分子レベルで解析する系の構築を進めた.シロイヌナズナの液胞膜H^+-PPaseのcDNA(AVP3)をライブラリーから取得し,これを出芽酵母の構成的かつ強発現性プロモータの下流において出芽酵母に導入した.細胞分画法・蛍光抗体法の両手法で,66-kDaのシロイヌナズナH^+-PPaseが出芽酵母の液胞に発現されることを確認した.この形質転換酵母より液胞膜小胞を単離し,ATP(出芽酵母内在性のH^+-ATPaseを駆動する),およびPPi(シロイヌナズナH^+-PPKSeを駆動する)依存に形成されるpH差.膜電位差を色素の蛍光クエンチングを指標に測定した.ATPase、PPaseの両者をもつ液胞膜小胞は,ATPもしくはPPi単独でH^+輸送を駆動したときよりも,ATP+PPiで駆動した場合の方が,大きなpH差を形成するが,一方,膜電位差は大きくは変わらない.このことは,液胞膜のイオン環境の制御には,膜電位差が重要な,おそらく制限的な因子として作用していることを示している.

液泡保持其内部呈酸性，并利用液泡膜上的化学渗透能差异运输代谢物和无机离子。高等植物中通过液泡膜的化学渗透能差异是由于两种类型的离子泵 H^+-ATP 酶的功能造成的。本研究旨在阐明液泡在高等植物形态和组织结构中的生理功能。我们围绕细胞器酸化的控制机制，着手构建系统，从分子水平分析细胞基质和液泡离子环境的调控。拟南芥液泡膜H^+-PPase（AVP3）的cDNA从文库中获得并引入酿酒酵母的组成型和强表达启动子下游。通过细胞分级分离和荧光抗体方法，6我们证实了 6-kDa 拟南芥 H^+-PPase 在酿酒酵母的液泡中表达。我们从该转化酵母中分离出液泡膜囊泡，并提取 ATP（酿酒酵母内源性 H^+- 取决于 PPi 形成的 pH 差异） （驱动ATPase）和PPi（驱动拟南芥H^+-PPKSe）。以染料的荧光猝灭为指标，测量膜电位差。当H^+转运由ATP+PPi驱动时，含有TPase和PPase的液泡膜囊泡比单独由ATP或PPi驱动时形成更大的pH差，这表明膜电位差没有显着变化。膜电位差是控制液泡膜离子环境的一个重要的、也许是限制性的因素。