植物のCa²⁺-活性酸素情報伝達ネットワーク

抄録

植物の感染防御応答・環境ストレス応答や先端成長などの発生過程では、しばしば Ca²⁺の動員と、活性酸素種(ROS)の生成が同時に誘導される。植物の主要なROS生成酵素NADPH oxidaseの本体候補rbohのヒト培養細胞異種発現系を構築し、活性制御機構を解析した結果、ストレス応答に関与するAtrbohDや根毛の先端成長に関与するAtrbohCが、ROS生成活性を持ち、EF-hand領域へのCa²⁺の結合に伴う立体構造変化と自身のリン酸化により相乗的に活性化されることが明らかになった(Ogasawara et al. JBC 2008; Takeda et al.. Science 2008)。一方種々の植物細胞にROSにより活性化されるCa²⁺チャネルが存在し、ROSによりCa²⁺動員が誘導されることから、細胞質Ca²⁺濃度上昇と、ROS生成とが相互依存的な情報伝達ネットワークを形成し、ストレス応答、プログラム細胞死、先端成長等の多様な局面で、細胞の運命の決定に重要な役割を果たす可能性が考えられる。rbohタンパク質のROS生成活性、活性制御機構を網羅的に解析した結果について報告し、活性酸素種生成･Ca²⁺動員の制御機構とその生理的役割について考察する。