The elucidation of plant ROS dynamics-network based on global analysis of NADPH oxidases, Rboh proteins

基于 NADPH 氧化酶、Rboh 蛋白全局分析的植物 ROS 动态网络阐明

基本信息

批准号：
21200068
负责人：
KAYA Hidetaka
金额：
$ 19.8万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research a proposed research project)
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

シグナル物質として機能すると考えられている活性酸素種(ROS:Reactive Oxygen Species)の生成を担うのは,NADPH oxidaseのRboh(respiratory burst oxidase homolog)である.このRbohに着目し,ROSの生成制御機構および,その生理学的意義の解明を目的に研究をおこない,下記の点について明らかにした.【AtRbohA-J遺伝子の発現解析】シロイヌナズナにある10個のAtRboh遺伝子について,RT-PCRやpromoter::GUSによる発現解析をおこなった.興味深いことに、8遺伝子が根で発現していることを明らかにした.このことは,AtRbohにより積極的に生成されたROSは,根において多彩な役割を担っていることを示唆するものである.【AtRboh活性制御因子の同定】AtRbohFの相互作用候補因子として得たsoybean gene fegulated by cold-2(SRC2)とCBL-interacting protein kinases(CIPK)について,共免疫沈降実験をおこない,植物細胞内においても相互作用していることを明らかにした.並行して,HEK293T細胞を用いた異種共発現解析をおこない,SRC2は活性促進因子,CIPKは活性抑制因子として機能していることを明らかにした.【イネOsRbohBの活性化制御】イネの感染防御応答に関与すると考えられているOsRbohBについて,HEK239T細胞を用いた異種発現解析をおこなった.OsRbohBも,AtRbohと同様に蛋白質リン酸化およびCa^<2+>により活性化されることを明らかにした.さらに,OsRbohBのN末端欠失変異体シリーズの解析をおこない,EF-handよりN末端側の領域もCa^<2+>による活性化に必須であることも明らかにした(Takahahi et al.,The Journal of Biochemistry,in press,2012).

NADPH氧化物RBOH（呼吸爆发氧化物）负责产生活性氧（ROS），这些氧气被认为是信号物质。为了阐明ROS的ROS产生和调节的机制以及ROS的生理意义，我们进行了研究，并揭示了以下几点。 [Atrboha-J基因表达分析]我们使用RT-PCR和启动子:: GUS对拟南芥中的10个AtrboH基因进行了表达分析。有趣的是，我们揭示了八个基因在根中表达。这表明ROS由Atrboh积极生成，在根中扮演多种角色。 [鉴定ATRBOH活性调节剂]通过COLD-2（SRC2）和CBL相互作用蛋白进行的大豆基因作为ATRBOHF共免疫沉淀实验获得的候选相互作用因子获得了激酶（CIPK），并发现它们在植物细胞中进行了相互作用。同时，使用HEK293T细胞进行了异源共表达分析，并将SRC2作为促进活性因子的功能，而CIPK则作为一种活性抑制因子。 [调节水稻OSRBOHB的激活]对于OSRBOHB，人们认为这参与了水稻中感染的预防反应，使用HEK239T细胞进行异源表达分析。据表明，OSRBOHB也被蛋白质磷酸化和Ca^<2+>激活，就像Artrboh一样。此外，对OSRBOHB的N末端缺失突变体系列的分析表明，来自EF手的N末端区域对于通过Ca^<2+>激活也至关重要（Takahahi等人，《生物化学杂志》，《印刷中》，2012年）。