エチレン生合成を司るACC合成酵素のリン酸化による制御機構に関する研究

控制乙烯生物合成的ACC合成酶磷酸化控制机制研究

基本信息

批准号：
07J10368
负责人：
上吉原裕亮
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

植物ホルモンの一つであるエチレンは、高等植物の一生を通し、生長・分化の調節および外的刺激に対する防御応答において重要な役割を果たしている。また、エチレンは果実の成熟や花卉・蔬菜の老化を促進する作用を持つため、本研究内容は実用面においても極めて重要な課題である。申請者は、エチレン生合成の律速酵素であるACC合成酵素のリン酸化・脱リン酸化による代謝回転制御に着目し、植物におけるエチレン生合成調節機構の解明を試みている。ACC合成酵素は翻訳後にリン酸化され安定型となり、脱リン酸化によって不安定型となり分解へと導かれる。ACC合成酵素には2種類のプロテインキナーゼCDPKとMAPKによってリン酸化される部位があり、ACC合成酵素が安定状態を維持するためには、両方のリン酸化が必要であることが明らかになった。また、申請者は昨年度、シロイヌナズナ変異体rcn1を解析し、ACC合成酵素の脱リン酸化を担うプロテインホスファターゼ(PPase)としてPP2Aを候補に挙げた。PP2AはA,BおよびCサブユニットからなる三量体である。当該年度は試験管内でそれらを再構成させ、PP2Aの生化学的な性質の解析を行った。その性質はPP2AがACC合成酵素の脱リン酸を担っているという可能性を支持するものであった。ACC合成酵素のリン酸化による翻訳後制御機構を解明し、エチレン生合成調節機構の全体像を明らかにすることにより、果実や花卉の貯蔵法を改良していくことが可能であると考えられる。

乙烯是一种植物激素，在高等植物的整个生命周期中在调节生长和分化以及对外部刺激的防御反应中发挥着重要作用。此外，由于乙烯具有加速水果成熟和花卉、蔬菜老化的作用，因此本研究具有极其重要的现实意义。申请人正试图阐明植物中乙烯生物合成的调控机制，重点关注通过ACC合酶的磷酸化和去磷酸化来控制周转，ACC合酶是乙烯生物合成的限速酶。翻译后，ACC合酶被磷酸化成稳定形式，并去磷酸化成不稳定形式，导致降解。据揭示，ACC合酶具有被两种类型的蛋白激酶CDPK和MAPK磷酸化的位点，并且两者的磷酸化是ACC合酶维持稳定状态所必需的。去年，申请人分析了拟南芥突变体rcn1，并将PP2A鉴定为负责ACC合酶去磷酸化的蛋白磷酸酶（PPase）。 PP2A 是由 A、B 和 C 亚基组成的三聚体。今年，我们在体外对其进行了重构，并分析了PP2A的生化特性。这一特性支持了 PP2A 负责 ACC 合酶去磷酸化的可能性。通过阐明ACC合成酶磷酸化的翻译后控制机制和阐明乙烯生物合成调控机制的整体情况，人们认为将有可能改进水果和花卉的储存方法。