平成12年度未来開拓学術研究推進事業研究成果報告書概要



1.研究機関名 岡崎国立共同研究機構
 
2.研究領域 生命科学
 
3.研究分野 生命体の形成機構(生殖、発生など)
 
4.研究期間 平成8年度〜平成12年度
 
5.研究プロジェクト番号 96L00407
 
6.研究プロジェクト名 植物細胞分化におけるオルガネラの可逆的機能転換の分子機構

7.プロジェクト・リーダー
プロジェクト・リーダー名 フリガナ 所属部局名 職名
西村 幹夫 ニシムラ ミキオ 基礎生物学研究所 教授

8.コア・メンバー

コア・メンバー名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
西村 いくこ ニシムラ イクコ 京都大学大学院 理学研究科 教授

9.研究協力者

研究協力者名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
野口 哲子 ノグチ テツコ 奈良女子大学 理学部 教授
林 誠 ハヤシ マコト 岡崎国立共同研究機構 基礎生物学研究所 助教授
加藤 朗 カトウ アキラ 新潟大学 理学部 助教授

10.研究成果の概要

本研究は、植物細胞内に存在するオルガネラの可逆的な機能転換の分子機構を明らかにすることを目的としており、液胞およびマイクロボディという2つのオルガネラを中心に解析を進めた。液胞に関しては、新規の液胞タンパク質輸送経路の存在を証明し、液胞タンパク質選別輸送レセプターを同定した。この輸送にはゴルジ体は関与せず、PAC小胞と命名した輸送小胞が介在することが判明した。一方、液胞プロセシング酵素(VPE)は液胞タンパク質の成熟化に関与する酵素であるが、これ自身が不活性な前駆体として細胞内で合成されること、この活性化が自己触媒的に生じることを証明し、液胞プロセシング系においてVPEが鍵酵素として働いていることを示した。マイクロボディに関してはマイクロボディに局在する膜タンパク質及びマトリックスタンパク質のcDNAクローニングとその解析から、これらタンパク質がマイクロボディ機能転換時に大きく変動していること、その変動に転写以後の調節が関わっていることを明らかにした。グリオキシゾーム機能欠損突然変異体として3種のシロイヌナズナ変異株を単離し、その原因遺伝子を同定した。更にalternative splicingによるマイクロボディ酵素の発現調節機構の存在を証明し、このalternative splicingは光により制御を受けていること、トランス因子である2種のSRタンパク質のcDNAクローニングを行い、それらの核局在を明らかにした。

11.キーワード

(1)植物細胞分化、(2)オルガネラ分化、(3)液胞
(4)輸送小胞、(5)液胞プロセシング酵素、(6)マイクロボディ機能変換
(7)alternative splicing、(8)ペルオキシソーム機能欠損変異株

12.研究発表(印刷中も含む)

[雑誌論文]
著者名 論文標題
Hayashi, M. Pumpkin hydroxypyruvate reductases with and without a putative C-terminal signal for targeting to microbodies may be produced by alternative splicing.
雑誌名 発行年 ページ
Plant Mol. Biol. 30 1996 183-189

著者名 論文標題
Yamaguchi, K. cDNA cloning for thylakoid-bound ascorbate peroxidase in pumpkin and its charac-terization.
雑誌名 発行年 ページ
Plant Cell Physiol. 37 1996 405-409

著者名 論文標題
Hayashi, M Transport of chimeric proteins containing carboxy-terminal targeting signal into microbodies of transgenic Arabidopsis
雑誌名 発行年 ページ
Plant J. 10 1996 225-234

著者名 論文標題
Kato, A. cDNA cloning and expression of a gene for 3-ketoacyl-CoA thiolase in pumpkin cotyledons.
雑誌名 発行年 ページ
Plant Mol. Biol. 31 1996 843-852

著者名 論文標題
Kato, A. Targeting and processing of a chimeric protein with the amino-terminal presequence of the precursor to glyoxysomal citrate synthase.
雑誌名 発行年 ページ
Plant Cell 8 1996 1601-1611

著者名 論文標題
Koumoto, Y. Isolation and characterization of a cDNA encoding mitochondrial chaperonin 10 from Arabidopsis thaliana by functional complementation of E coli mutant
雑誌名 発行年 ページ
Plant J. 10 1996 1119-1125

著者名 論文標題
Mano, S. cDNA cloning and expression of a gene for isocitrate lyase in pumpkin cotyledons.
雑誌名 発行年 ページ
Plant Cell Physiol. 37 1996 941-948

著者名 論文標題
Esaka, M. cDNA cloning and differential gene expression of three catalases in pumpkin.
雑誌名 発行年 ページ
Plant Mol. Biol. 33 1997 141-155

著者名 論文標題
Hatano, K. A rapid increase in the level of bindig protein (BiP) is accompanied by synthesis and degradation of storage proteins in pumpkin cotyledons.
雑誌名 発行年 ページ
Plant Cell Physiol. 38 1997 344-351

著者名 論文標題
Inoue, K. Heterologous expression and subcellular localization of pumpkin seed tonoplast intrinsic (TIP) in yeast cells
雑誌名 発行年 ページ
Plant Cell Physiol. 38 1997 366-370

著者名 論文標題
Mano, S. Hydroxypyruvate reductase with a carboxy-terminal targeting signal to microbodies is expressed in Arabidopsis.
雑誌名 発行年 ページ
Plant Cell Physiol. 38 1997 449-455

著者名 論文標題
Hiraiwa, N. An aspartic proteinase is involved in the breakdown of polypeptides of storage proteins in protein-storage vacuoles of plants.
雑誌名 発行年 ページ
Eur. J. Biochem. 246 1997 133-141

著者名 論文標題
Hayashi, M. Changes in targeting efficiencies of proteins to plant microbodies caused by amino acid substitution in the carboxy-terminal tripeptide.
雑誌名 発行年 ページ
Plant Cell Physiol. 38 1997 759-768

著者名 論文標題
Mano, S. Stromal and thylakoid-bound ascorbate peroxidases are produced by alternative splicing in pumpkin.
雑誌名 発行年 ページ
FEBS Lett. 413 1997 21-26

著者名 論文標題
Minami, Y. β-glucosidase in the Indigo plant: intracellular localization and tissue specific expression in leaves.
雑誌名 発行年 ページ
Plant Cell Physiol. 38 1997 1069-1074

著者名 論文標題
Hiraiwa, N. Expression and activation of the vacuolar processing enzyme in Saccharomyces cerevisiae.
雑誌名 発行年 ページ
Plant J. 12 1997 819-829

著者名 論文標題
Nii, N. Changes in carbohydrate and ribulose bisphosphate carboxylase contents in peach leaves after applications of different amounts of nitrogen fertilizer
雑誌名 発行年 ページ
J. Jap. Soc. Hort. Sci. 66 1997 505-511

著者名 論文標題
Sato, M. The AtVAM3 encodes a syntaxin-related molecule implicated in the vacuolar assembly in Arabidopsis thaliana.
雑誌名 発行年 ページ
J. Biol. Chem. 272 1997 24530-24535

著者名 論文標題
Nozue, M. Expression of a vacuolar protein (VP24) in anthocyanin-producing cells of sweet potato in suspension culture.
雑誌名 発行年 ページ
Plant Physiol. 115 1997 1065-1072

著者名 論文標題
Shimada, T. A pumpkin 72-kDa membrane protein of precursor accumulating vesicles have characteristics for a vacuolar sorting receptor.
雑誌名 発行年 ページ
Plant Cell Physiol. 38 1997 1414-1420

著者名 論文標題
Kato, A. Glyoxysomal malate dehydrogenase in pumpkin: cloning of a cDNA and functional analysis of its presequence.
雑誌名 発行年 ページ
Plant Cell Physiol. 39 1998 186-195

著者名 論文標題
Hayashi, M. 2, 4-Dichlorophenoxybutyric acid-resistant mutants of Arabidopsis have defects on glyoxysomal b-oxidation.
雑誌名 発行年 ページ
Plant Cell 10 1998 183-195

著者名 論文標題
Hayashi, H. Molecular characterization of a glyoxysomal long-chain acyl-CoA oxidase that is synthesized as a precursor of higher molecular mass in pumpkin.
雑誌名 発行年 ページ
J. Biol. Chem. 273 1998 8301-8307

著者名 論文標題
Hara-Nishimura, I. Transport of storage proteins to protein-storage vacuoles is mediated by large precursor-accumulating vesicles.
雑誌名 発行年 ページ
Plant Cell 10 1998 825-836

著者名 論文標題
Yamada, K. Multiple functional proteins are produced by cleaving Asn-Gln bonds of a single precursor protein by vacuolar processing enzyme.
雑誌名 発行年 ページ
J. Biol. Chem. 274 1999 2563-2570

著者名 論文標題
Hayashi, M. Induction of precursor-accumulating vesicles by expression of chimeric genes consisting of pumpkin 2S albumin and phosphinothricin acetyltransferase.
雑誌名 発行年 ページ
Plant Cell Physiol. 40 1999 263-272

著者名 論文標題
Mano, S. Light regulates alternative splicing of hydroxypyruvate reductase in pumpkin.
雑誌名 発行年 ページ
Plant J. 17 1999 309-320

著者名 論文標題
Koumoto, Y. Chloroplast Cpn20 forms a tetrameric structure in Arabidopsis thaliana.
雑誌名 発行年 ページ
Plant J. 17 1999 467-477

著者名 論文標題
Hiraiwa, N. Vacuolar processing enzyme is activated self-catalytically by sequential removal of the C-terminal and N-terminal propeptides.
雑誌名 発行年 ページ
FEBS Lett. 447 1999 213-216

著者名 論文標題
Hayashi, H. A novel oxidase that catalyzes oxidation of short-chain acyl CoA in plant peroxi-somes.
雑誌名 発行年 ページ
J. Biol. Chem. 274 1999 12715-12721

著者名 論文標題
Kato, A. Oligomeric proteins contatining N-terminal targeting signals are imported into peroxisomes in transgenic Arabidopsis.
雑誌名 発行年 ページ
Plant Cell Physiol. 40 1999 586-591

著者名 論文標題
Kinoshita, T. Vacuolar processing enzyme is up-regulated in the lytic vacuoles of vegetative tissues during senescene and under various stressd conditions.
雑誌名 発行年 ページ
Plant J. 19 1999 43-53

著者名 論文標題
Miyagishima, S. Microbody proliferation and segregation cycle in the single microbody-alga Cyanidioschyzon merolae.
雑誌名 発行年 ページ
Planta 208 1999 326-336

著者名 論文標題
De Bellis L. Purification and characterization of pumpkin long-chain acyl-CoA oxidase.
雑誌名 発行年 ページ
Physiol. Plant. 106 1999 170-176

著者名 論文標題
Takemoto, D. Molecular cloning of a defense-response-related cytochrome P450 gene from tobacco using a fungal elicitor.
雑誌名 発行年 ページ
Plant Cell Physiol. 40 1999 1232-1242

著者名 論文標題
Ali, K. Levels of nonstructural carbohydrate in leaves and roots and some characteristics of chloro-plasts after application of different amounts of nitrogen fertilizer to peach seedlings.
雑誌名 発行年 ページ
J. Jap. Soc. Hort. Sci. 68 1999 739-745

著者名 論文標題
Minami, Y. Tissue and intracellular localization of indican and the purification and characterization of indican synthase from Indigo plants
雑誌名 発行年 ページ
Plant Cell Physiol. 41 2000 218-225

著者名 論文標題
Takemoto, D. Isolation of gene for EIR, an elicitor inducible receptor like protein, from tobacco by differential display.
雑誌名 発行年 ページ
Plant Cell Physiol. 41 2000 458-464

著者名 論文標題
De Bellis, L. Purification and characterization of a novel pumpkin short-chain acyl-CoA oxidase which structure resembles acyl-CoA dehydrogenase.
雑誌名 発行年 ページ
Plant Physiol. 123 2000 327-334

著者名 論文標題
Mitsuhashi, N. Characterization of organelles in the vacuolar-sorting pathway by visualization with GFP in tobacco BY-2 cells.
雑誌名 発行年 ページ
Plant Cell Physiol. 41 2000 993-1001

著者名 論文標題
Hayashi, M. AtPex14 maintains peroxisomal functions by determining protein targeting to three kinds of plant peroxisomes.
雑誌名 発行年 ページ
EMBO J. 19 2000 5701-5710

著者名 論文標題
Yamaguchi, K. Reduction to below threshold levels of glycolate oxidase activities in transgenic tobacco enhances photoinhibition during irradiation.
雑誌名 発行年 ページ
Plant Cell Physiol. 41 2000 1397-1406

著者名 論文標題
Xu, W. Detection and characterization of a 36-kDa peptide in C-terminal region of a 24-kDa vacuolar protein (VP24) precursor in anthocyanin-producing sweet potato cells in suspension culture.
雑誌名 発行年 ページ
Plant Sci. 160 2000 121-128

著者名 論文標題
Nito, K. Pumpkin peroxisomal ascorbate peroxidase is localized on peroxisomal membranes and unknown membranous structures.
雑誌名 発行年 ページ
Plant Cell Physiol. 42 2001 20-27

著者名 論文標題
Hayashi-Ishimaru, Y. Glyoxysome-spherosome interaction in etiolated cotyledons of Arabidopsis Pedl mutant that has defect on a thiolase gene of fatty acid b-oxidation cycle.
雑誌名 発行年 ページ
Protoplasma   2001 in press


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