大麦根からの膜画分中のポリペプチドに及ぼす塩ストレスの影響

The effects of salt stress on polypeptides in membrane fractions from barley roots.

• W J Hurkman
• C K Tanaka
• F M Dupont

抄録

大麦（Hordeum vulgare L. cv CM 72）の根から小胞体、トノプラスト、形質膜、細胞壁に富む細胞画分を分離し、ポリペプチドレベルに対するNaClの影響を二次元（2D）ポリアクリルアミドゲル電気泳動で調べた。連続スクロース勾配上の膜の分布は、NaClの存在下で苗を成長させても有意な影響を受けなかった；ステップ勾配を用いて、対照植物および食塩成長植物の根から同等の膜画分を分離した。膜画分および細胞壁画分は、それぞれ二次元ゲル上で特徴的なポリペプチドパターンを有していた。銀染色されたゲルは、塩ストレスが多くのポリペプチドの増加または減少を引き起こすことを示したが、塩によって誘導された特異的なポリペプチドはなかった。最も顕著な変化は、小胞体画分およびトノプラスト画分において、等電点が6.3および6.5、分子量が26および27キロダルトンのプロテアーゼ耐性ポリペプチドの増加であった。また、無傷の植物の根から分離したトノプラスト、形質膜、細胞壁画分の2次元ゲルを、生体内で[(35)S]メチオニンで標識して蛍光観察したところ、塩が多くのポリペプチドの合成に変化を誘導することが示された。

Cell fractions enriched in endoplasmic reticulum, tonoplast, plasma membrane, and cell walls were isolated from roots of barley (Hordeum vulgare L. cv CM 72) and the effect of NaCl on polypeptide levels was examined by two-dimensional (2D) polyacrylamide gel electrophoresis. The distribution of membranes on continuous sucrose gradients was not significantly affected by growing seedlings in the presence of NaCl; step gradients were used to isolate comparable membrane fractions from roots of control and salt-grown plants. The membrane and cell wall fractions each had distinctive polypeptide patterns on 2D gels. Silver-stained gels showed that salt stress caused increases or decreases in a number of polypeptides, but no unique polypeptides were induced by salt. The most striking change was an increase in protease resistant polypeptides with isoelectric points of 6.3 and 6.5 and molecular mass of 26 and 27 kilodaltons in the endoplasmic reticulum and tonoplast fractions. Fluorographs of 2D gels of the tonoplast, plasma membrane, and cell wall fractions isolated from roots of intact plants labeled with [(35)S]methionine in vivo also showed that salt induced changes in the synthesis of a number of polypeptides. There was no obvious candidate for an integral membrane polypeptide that might correspond to a salt-induced sodium-proton anti-porter in the tonoplast membrane.