植物界における一酸化窒素合成酵素様タンパク質の出現・構造・進化

Sci. Signal. 01 Mar 2016:
Vol. 9, Issue 417, pp. re2
DOI: 10.1126/scisignal.aad4403

Sylvain Jeandroz^1,2, Daniel Wipf^2,3, Dennis J. Stuehr⁴, Lorenzo Lamattina⁵, Michael Melkonian⁶, Zhijian Tian⁷, Ying Zhu⁷, Eric J. Carpenter⁸, Gane Ka-Shu Wong^7,8,9, and David Wendehenne^2,3,*

¹ AgroSup Dijon, UMR 1347 Agroécologie, BP 86510, 21000 Dijon, France.
² Equipe de Recherche Labellisée CNRS 6300, BP 86510, 21000 Dijon, France.
³ Université Bourgogne Franche-Comté, UMR 1347 Agroécologie, BP 86510, 21000 Dijon, France.
⁴ Department of Pathobiology, Lerner Research Institute, Cleveland Clinic, 9500 Euclid Avenue, Cleveland, OH 44195, USA.
⁵ Instituto de Investigaciones Biológicas, UNMdP-CONICET, CC 1245, 7600 Mar del Plata, Argentina.
⁶ Botanical Institute, Department of Biological Sciences, Universität zu Köln, Köln D-50674, Germany.
⁷ BGI-Shenzhen, Beishan Industrial Zone, Yantian District, Shenzhen 518083, China.
⁸ Department of Biological Sciences, University of Alberta, Edmonton, Alberta T6G 2E9, Canada.
⁹ Department of Medicine, University of Alberta, Edmonton, Alberta T6G 2E1, Canada.

* Corresponding author: E-mail: wendehen@dijon.inra.fr

要約 一酸化窒素（NO）シグナル伝達は、動物と植物の両方で多様な生理学的過程を調節する。動物では、NOの合成は主にNO合成（NOS）酵素によって触媒される。植物の抽出物からは哺乳類NOS阻害物質に感受性を示すNOS様活性が検出されているが、植物NOS酵素そのものはほとんど同定されていない。われわれは、1000種を超える陸上植物と藻類にNOS様タンパク質をコードする転写産物が存在するかどうかを調べるために、1000 Plants（1KP）国際コンソーシアムによって作成されたデータセットを検索した。また、公開されている24の藻類ゲノムでも、NOS様酵素をコードする遺伝子を検索した。配列決定された1,087の陸上植物トランスクリプトームでは、典型的なNOS配列は同定されなかった。対照的に藻類では、解析された265種のうち15種でNOS様配列が同定された。植物に複数のポリペプチドで構成されるNOS酵素が存在する可能性を完全に否定することはできないにせよ、この新たなデータは、陸上植物が進化的に保存されたNOS酵素によるNO生成ではなく、微細に調節された硝酸同化過程と還元過程を進化させることによって動物とは異なる機構でNOを合成していることを示している。

Citation: S. Jeandroz, D. Wipf, D. J. Stuehr, L. Lamattina, M. Melkonian, Z. Tian, Y. Zhu, E. J. Carpenter, G. K.-S. Wong, D. Wendehenne, Occurrence, structure, and evolution of nitric oxide synthase-like proteins in the plant kingdom. Sci. Signal. 9, re2 (2016).