マクロアレイを用いた植物の大気汚染ストレス応答遺伝子の解析

利用宏阵列分析植物空气污染胁迫反应基因

• 批准号: 13780454
• 负责人: 高橋 美佐
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13780454/
• 关键词: 二酸化窒素; タバコ植物; 二次元電気泳動; ニトロチロシン

植物は二酸化窒素を吸収し、アミノ酸やタンパク質に同化する能力を持っている。その能力は植物種間で異なり、最大約600倍異なることをこれまでに明らかにしている。本研究では、二酸化窒素暴露時に応答する遺伝子、タンパク質を網羅的に解析し、二酸化窒素吸収退社を律速する過程を解明することを目的とする。二酸化窒素は生体に取り込まれると生体物質を直接酸化したり、ペルオキシナイトライトや一酸化窒素を経てニトロ化、ニトロソ化することが考えられる。そこで本年度はまず二酸化窒素の影響を受けるタンパク質について抗ニトロチロシン抗体を用いて網羅的に調査した。植物材料として、私たちのこれまでの研究で二酸化窒素によりタンパク質がニトロ化されるいることが示唆されているタバコ植物を用いた。二酸化窒素暴露した植物葉から抽出したタンパク質をSDS PAGEで分離し、抗ニトロチロシン抗体を用いてウェスタンブロットを行い二酸化窒素暴露前後で比較した。その結果、暴露時に特異的なバンドが観察された。さらに、タバコ植物葉から抽出したタンパク質を二次元電気泳動で分離後、抗ニトロチロシン抗体を用いてウェスタンブロットを行った。その結果、暴露時に特異的に検出されるスポットが8個あった。それら全ての同定を試みた。ゲルからスポットを切り出し、ゲル内消化後、Q-TOF MSにより同定した。その結果、6個について同定することができた。残り2個については蓄積量が少ないために同定することが出来なかった。同定できた6個のスポットタンパク質は全て、Pathogenesis related(PR)タンパク質ファミリーに属するものでPR-1、PR-3とPR-5であった。これらはいずれも酸性PRで細胞外に属するものであり、二酸化窒素により植物葉タンパク質は細胞外でニトロ化される即ち二酸化窒素は植物細胞に溶け込む前にニトロ化に関与することが示された。

植物具有吸收二氧化氮并将其同化为氨基酸和蛋白质的能力。到目前为止，我们已经证明这种能力因植物种类而异，差异高达约600倍。本研究的目的是全面分析对二氧化氮暴露做出反应的基因和蛋白质，并阐明决定二氧化氮吸收和排出速率的过程。当二氧化氮进入生物体时，人们认为它直接氧化生物物质或通过过氧亚硝酸盐和一氧化氮将其转化为硝化和亚硝化。因此，今年，我们首先使用抗硝基酪氨酸抗体对受二氧化氮影响的蛋白质进行了全面研究。作为植物材料，我们使用了烟草植物，我们之前的研究表明烟草植物会被二氧化氮硝化。从暴露于二氧化氮的植物叶子中提取的蛋白质通过SDS PAGE分离，使用抗硝基酪氨酸抗体进行蛋白质印迹，并比较暴露于二氧化氮之前和之后。结果，在暴露时观察到特定条带。此外，通过二维电泳分离从烟草植物叶子中提取的蛋白质后，使用抗硝基酪氨酸抗体进行蛋白质印迹。结果，在曝光过程中特别检测到了8个斑点。我们试图识别他们所有人的身份。从凝胶上切下斑点，并在凝胶内消化后通过 Q-TOF MS 进行鉴定。结果，我们能够识别出六个项目。其余两件因数量较少而无法辨认。鉴定出的所有 6 个点蛋白均属于发病相关 (PR) 蛋白家族，即 PR-1、PR-3 和 PR-5。这些都是属于胞外域的酸性PR，并且研究表明植物叶蛋白在细胞外会被二氧化氮硝化，即二氧化氮在溶解到植物细胞中之前参与硝化。