水稻(Oryza sativa)第一族小分子量熱休克蛋白質熱保護機制分析與應用;Analysis and Application for Mechanism of Thermoprotection of Rice (Oryza sativa) Class I Small Heat Shock Proteins

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Title:	水稻(Oryza sativa)第一族小分子量熱休克蛋白質熱保護機制分析與應用;Analysis and Application for Mechanism of Thermoprotection of Rice (Oryza sativa) Class I Small Heat Shock Proteins
Authors:	葉靖輝
Contributors:	生命科學研究所
Keywords:	農藝
Date:	2006-07-01
Issue Date:	2010-12-06 16:14:30 (UTC+8)
Publisher:	行政院國家科學委員會
Abstract:	水稻第一族小分子量熱休克蛋白質（class I small heat shock protein; sHSP）－ Oshsp16.9A 已被證明可增加Escherichia coli 對高溫的耐熱性；由Oshsp16.9A 片段耐熱性功能研究顯示，缺少蛋白質N 端第30 至36 個氨基酸及蛋白質與第二保留區的第73 至74 個氨基酸，Oshsp16.9A 將失去Chaperone 活性。此外大豆小分子量熱休克蛋白質在遇熱逆境時，常聚合成粒狀結構（granular structures），隨意分佈於細胞質與細胞核中；但當回復至常溫時，這些特殊結構即消失。現我們正利用不會產生具生理功能之小分子量熱休克蛋白質的真核表現系統－酵母菌表現Oshsp16.9A，比較這些轉殖酵母菌在高溫下存活率的差異與確認 Oshsp16.9A 功能區域對酵母菌耐熱性的作用。本計畫即延續上述的研究，計畫兩年內完成：第一部份是藉電子顯微鏡及共軛焦顯微鏡的觀察，探討細胞受熱逆境時Oshsp16.9A 及其片段所形成的Oligomers 和變性蛋白質受體（substrates）組成的蛋白質複合體（protein complexes）之立體結構與在細胞內位置的差異；同時分析這些蛋白質在其他Chaperones 存在下，使thermosensitive 蛋白質受體（substrates）恢復活性的能力，藉此提供一直接證據證明Oshsp16.9A 功能區域在熱保護功能上所扮演的角色，有助於我們瞭解小分子量熱休克蛋白質如何與因受熱而變性的蛋白質結合，進而保護這些受體免於繼續受到熱傷害的機制。確認酵母菌內可和這些Oligomers 結合的蛋白質，藉此探討Oshsp16.9A 功能區域在熱保護作用中之功用，同時期望能找出熱逆境中小分子量熱休克蛋白質的保護對像。第二部分則是計畫將Oshsp16.9A 接在表現載體（pBI121 binary expression vector），利用花粉管轉殖方法送入蝴蝶蘭中表現，測試Oshsp16.9A 是否在蝴蝶蘭中仍可發揮保護作用，進而改善蝴蝶蘭對環境的抗性（包括熱、氧化作用、乾旱和低溫等逆境），第三部分則計畫利用sHSPs 的C 端皆有一段保留性高序列相似區域（?-crystallin domain）的特色，以RNA interference 的方法抑制細胞內sHSPs 的表現，藉此觀察活細胞內耐熱性的改變，分析缺乏sHSPs 對細胞的影響。另亦可以此方法分析sHSPs 與植物生長與發育的關係，即在植物發育初期抑制sHSPs 的表現，觀察植株的phenotype。第四部分則探討在不同逆境下，細胞調節第一族小分子量熱休克蛋白質合成的機制與這群蛋白質在不同逆境下所具有的生理功能。比較受Azetidine-2-carboxylic acid (Aze; proline analogue)誘導與不受其誘導的水稻第一族小分子量熱休克蛋白質在酵母菌中表現後，轉殖酵母菌對不同逆境耐性的差異；同時藉由顯微鏡觀察與生化分析，瞭解水稻第一族小分子量熱休克蛋白質的作用機制與調節機制。研究期間：9408 ~ 9507
Relation:	財團法人國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心
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