シロイヌナズナのCa²⁺透過性機械受容チャネル候補の出芽酵母を利用した構造機能解析

抄録

我々は、植物の機械刺激受容の分子機構を明らかにする目的で、シロイヌナズナのCa²⁺透過性機械受容チャネル候補の遺伝子MCA1 とMCA2を単離した（Nakagawa et al. , PNAS 104:3639-3644, 2007）。Mca1とMca2は、互いにアミノ酸配列上73%の同一性をもち、それぞれ出芽酵母のCa²⁺透過性機械受容チャネル候補の変異株(mid1)の致死性を部分相補する。しかし、Mca1/Mca2とMid1の間のアミノ酸配列の同一性は低い（~10%）。Mca1とMca2の構造上の共通した特徴は、N末端側にイネの推定上のプロティンキナーゼ群の制御領域に類似した領域とEF-ハンド様モチーフがあること、C末端側に推定上の膜貫通領域とシステインが豊富な領域があることである。これまでに、Mca1は根からのCa²⁺取り込みに関与し、根の接触感知に関与することを示してきた。今回、出芽酵母発現系を利用してMca1およびMca2タンパク質の構造と機能を解析した。非還元SDS-PAGEによる解析から、Mca1とMca2はそれぞれ二量体および四量体と予想される複合体を形成していることが示唆された。Mca1のC-halfのみを酵母細胞に発現させた場合、そのCa²⁺取り込み活性がなくなり、一方N-halfのみを発現させた場合は酵母細胞が致死となることを見出した。