邱子珍

邱子珍

特聘研究員

「磷」機應變,見「微」知著
「磷」機應變,見「微」知著

研究成果

阿拉伯芥肌醇磷酸激酶IPK1和ITPK1代謝途徑參與體內磷酸鹽平衡的角色

阿拉伯芥肌醇磷酸激酶IPK1和ITPK1代謝途徑參與體內磷酸鹽平衡的角色
真核生物中肌醇磷酸(InsP)的代謝與細胞內磷酸(PO42-; Pi)代謝平衡之間存在著密切的關係。然而除了二磷酸肌醇五磷酸(PP-InsP5; InsP7)被證實為酵母菌缺磷反應的訊息傳導分子,不同物種是否利用相同的InsP分子作為磷酸訊息傳導分子至今仍然未知。我們先前的研究顯示肌醇五磷酸激酶IPK1 [inositol pentakisphosphates 2-kinase; 為肌醇六磷酸(InsP6; 植酸)合成所需的酶]參與維持阿拉伯芥磷酸代謝平衡的調控。在這篇研究報告中,我們進一步結合遺傳學、生化分析與缺磷反應(phosphate starvation response; PSR)發現肌醇三磷酸激酶[Ins(1,3,4)P3 5/6-kinase; ITPK1]對維持磷酸代謝平衡有同等的重要性。ipk1和itpk1突變體內的InsP6和InsP7含量均顯著下降。然而,我們發現另一個參與InsP6和InsP7生合成的肌醇三磷酸激酶 ITPK4,其突變株的InsP6和InsP7含量相較於ipk1與 itpk1突變株更低,卻不具磷酸代謝平衡相關的表型;這個結果排除了這兩種InsP為效應物 (effector)。比較不同InsP代謝變異株的InsP 組成顯現出ipk1和itpk1突變體中的肌醇四磷酸[D/L‐Ins(3,4,5,6)P4]的含量升高,而且與磷酸代謝失衡的表型有特定相關性。後續分析顯示缺磷狀態不會影響正常株體內D/L‐Ins(3,4,5,6)P4的含量,而是在葉部引起的InsP7升高。本研究闡示InsP與磷酸代謝平衡的複雜相關性,同時確認植物營養組織中植酸生合成的途徑與參與的主要肌醇磷酸激酶。

郭惠芬、許右瑩、林威至、陳凱渝、Munnik, T.、Brearley, C. A.*、邱子珍* (2018) The Plant J,