1 / 20

植物細胞生理学（第９回　１２／８） 細胞壁／運動

植物細胞生理学（第９回　１２／８） 細胞壁／運動. 細胞壁の機能. 細胞の形を決める、細胞壁も成長する 細胞壁がないと細胞分裂しない 緩衝作用（負の固定電荷・・・ Ca 2+ などが保持） 　　　　　　　　　ガラクツロン酸　　グルクロン酸　　など　 細胞壁にも機能をもつタンパクが存在する 細胞壁の性質を決めるもの シグナルを生成するもの（情報のやりとり）. 伸び. 力. 細胞を成長させる力 ≈ 吸水力 ( 浸透圧－壁圧（膨圧）・・・① ). 降伏圧. 実際に有効な力は ①－降伏圧. （下の実験の場合は） 伸長量. ＜モデル＞. 弾性伸長.

mackenzie-levine
Download Presentation

植物細胞生理学（第９回　１２／８） 細胞壁／運動

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 植物細胞生理学（第９回　１２／８）細胞壁／運動植物細胞生理学（第９回　１２／８）細胞壁／運動

  2. 細胞壁の機能 • 細胞の形を決める、細胞壁も成長する • 細胞壁がないと細胞分裂しない • 緩衝作用（負の固定電荷・・・Ca2+などが保持） 　　　　　　　　　ガラクツロン酸　　グルクロン酸　　など　 • 細胞壁にも機能をもつタンパクが存在する • 細胞壁の性質を決めるもの • シグナルを生成するもの（情報のやりとり）

  3. 伸び 力 細胞を成長させる力 ≈ 吸水力(浸透圧－壁圧（膨圧）・・・①) 降伏圧 実際に有効な力は ①－降伏圧

  4. （下の実験の場合は） 伸長量 ＜モデル＞ 弾性伸長 弾性成分（バネ） 塑性伸長 塑性成分（粘土） 細胞内から力を与える方法 ＜cell pressure probe＞ セルプレッシャープローブ 「植物の生化学・分子生物学」（学会出版センター）

  5. 細胞壁の力学的性質の変化 酸成長説 酸成長説？ オーキシン ↓ 細胞膜H+-ATPase の活性化 ↓ 細胞外（細胞壁）の 酸性化 ↓ 伸長成長促進

  6. Yieldinの働き Expansinの働き 伸び 伸び 力 力 細胞壁の機能 • Expansin (エクスパンシン） • Yieldin （イールディン） 横軸：「力」で あることに注意

  7. 細胞壁の化学成分・合成 細胞壁の微細構造 XTH：エンド型キシログルカン転移酵素 架橋性多糖（ヘミセルロース） HGR:ホモガラクツロナン　RG：ラムノガラクツロナン HRGP：ヒドロキシプロリンリッチ糖タンパク質 PRG:　プロリンリッチ　GRP:グリシンリッチタンパク質　 AGP:　アラビノガラクタンタンパク質

  8. 細胞壁で働く酵素　→　活性酸素関連シグナル細胞壁で働く酵素　→　活性酸素関連シグナル 細胞壁ペルオキシターゼ　 加水分解酵素　 Biochem. J. (1997) 322： 681Oxidative burst : an early plant response to pathogen infection

  9. 一次壁と二次壁細胞が伸長を続けているときの細胞壁が一次壁（代謝活発）。リグニン、スベリンなどを含み、分化の最終過程で一次壁の内側に沈着するものが二次壁。一次壁と二次壁細胞が伸長を続けているときの細胞壁が一次壁（代謝活発）。リグニン、スベリンなどを含み、分化の最終過程で一次壁の内側に沈着するものが二次壁。 • Ⅰ型細胞壁とⅡ型細胞壁被子植物一次細胞壁の２つの構築様式。Ⅰ型細胞壁：双子葉とツユクサ　（キシログルカン、タンパク多い）Ⅱ型細胞壁：単子葉（ツユクサ以外）（グルクロノアラビノキシラン、フェニルプロパノイドなど）

  10. 注目の細胞壁：セルロース系バイオエタノール注目の細胞壁：セルロース系バイオエタノール ↑ 地球環境産業技術研究機構と本田技術研究所の共同研究 発酵阻害を受けない微生物の開発 産業総合研究所ホームページより （バイオマス研究センター）

  11. D-グルコースのα-1,4結合 （分岐はα-1,6） D-グルコースのβ-1,4結合 真庭バイオエタノール実証プラント　 （三井造船　岡山県真庭市） 木材チップ→セルロース→エタノール ただし、最近の木材チップを燃料として発電や暖房燃料とする方が主流

  12. 運動 • 植物全体／組織の運動 • 屈性（刺激の方向に反応が依存） 重力屈性など • 傾性（方向に関係ない・器官や組織固有） • ゆっくりした反応→成長、オーキシンの関与 • 早い反応、繰り返す反応→膨圧が関与 　　　　（電気シグナルが関係すること多い） 　例：受粉／受精のための反応 • 気孔の開閉（←第１２回の光合成のところで） • 細胞内の運動（原形質流動、細胞内輸送など）

  13. トリガープラント (引き金植物) スティリディウム属(Stylidium sp.)植物 おしべとめしべが一緒になった蕊柱(ずいちゅう)が動いて、媒介虫に花粉を付ける

  14. 食虫植物 • タヌキモ（映像資料) • ハエジゴク • 6本の感覚毛のどれかに触れる • 電気信号発生　ただし　閉まらない • 一定時間（約20秒）以内にもう一回感覚毛刺激 • 捕虫葉が閉じる（応答時間：0.5秒）

  15. 葉の運動　 • 接触刺激で葉をたたむオジギソウ(Mimosa pudica) • 就眠運動をするSamaneasaman • 高温で誘発されるマイハギCodariocalyx motorius (旧名 Desmodium motorium)の側小葉の運動 （１０倍速） 「動く植物」http://www.fb.u-tokai.ac.jp/WWW/hoshi/miracle/mvp.htmlより

  16. Samaneasamanの就眠運動 朝（昼）：アクアポリンの活性上昇 　→　細胞の吸水増加　→　葉が開く 夜間：アクアポリンの活性低下 　→　細胞が脱水　→　葉が閉じる (Plant Cell 14:727 2002）

  17. オジギソウの振動傾性屈曲運動 （体表電位） （上智大学　土屋先生のページより） http://www.athome-academy.jp/archive/biology/0000000114_01.html 「植物電気生理研究法」学会出版センターより 接触→電気シグナル→主葉枕下部の細胞で膨圧が消失、アクチン繊維が脱重合 細胞骨格のひとつ

  18. 細胞骨格と原形質流動 微小管 アクチン繊維 電子顕微鏡 蛍光観察 　蛍光抗体 　蛍光標識 　　結合物質 　　本体 GFP融合 タマネギ根端分裂細胞の分裂準備帯（左）と細胞板形成（右）。（兵庫県立大学峰雪先生） 伸長中の花粉管。急速凍結固定後、電子顕微鏡観察。 矢頭はアクチン繊維の束。下は高拡大。 　　「植物の生化学・分子生物学」　↑　→ シロイヌナズナ根細胞の表層微小管 （蛍光観察）

  19. 細胞骨格 不明な点が多い • 細胞骨格の種類アクチン繊維（アクチン）微小管（チュブリン）中間径フィラメント（ラミン他、多種タンパク） • 重合と脱重合（アクチンとチュブリンの場合） ＋ － 方向性あり Ｇアクチン（単量体）とＦアクチン（重合体）の動的平衡の分子機構 ＮＴＰ ＮＴＰ ＮＴＰ ＮＤＰ ＮＤＰ ヌクレオチドの結合が関与遊離型（Ｇ）はＮＴＰと高親和 ＮＴＰ結合型は重合しやすい 重合体に取り込まれると加水分解 ＮＤＰ結合型は脱重合しやすい ＮＤＰ ＮＴＰ ＮＤＰ ＮＤＰ ＮＤＰ ＮＤＰ ＮＴＰ ＮＤＰ ＮＤＰ ＮＤＰ ＮＤＰ ＮＤＰ ＮＤＰ

  20. 機能細胞内小器官の保持細胞内の移動、輸送、流動細胞伸長の方向性を決める 機能細胞内小器官の保持細胞内の移動、輸送、流動細胞伸長の方向性を決める • モータータンパクは・・・　アクチンにはミオシン　チュブリンにはダイニンとキネシン　カルシウムイオンによる制御

More Related