ゲノム情報を活用したラン藻のクロロフィル供給制御機構の解析

利用基因组信息分析蓝藻叶绿素供应控制机制

基本信息

批准号：
11740445
负责人：
藤田祐一
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

クロロフィル(Chl)は、光合成の光反応に必須の色素である一方、光照射により細胞に重篤な傷害をもたらすラジカルを形成する危険な分子でもあるため、細胞はその合成を厳しく制御していると考えられる。その合成制御機構を明らかにする上で、Chl合成系の各過程の生化学的諸性質を明らかにする必要がある。藻類や裸子植物の暗所での緑化を決定づけている光非依存性プロトクロロフィリド(Pchlide)還元酵素(DPOR)は、その推定構造遺伝子の相同性から、ニトロゲナーゼと類似した酵素であることが指摘されてきたが、その酵素的実体は不明であった。筆者は、光合成細菌Rhodobacter capsulatusを用いて、本酵素のアッセイ系を確立した。また、その推定サブユニットをSタグ蛋白質として同細菌で大量発現させ、精製蛋白質を用いた再構成系を確立することにより、1)サブユニット組成(BchLからなるL-コンポーネントとBchNとBchBで構成されるNB-コンポーネントの両方が要求される)、2)還元力としてジチオナイトを要求する点、3)Mg-ATPを要求する点、においてDPORがニトロゲナーゼと共通した性質を有することを世界に先駆けて明らかにした。さらに、シャトルベクターを活用することにより、その発現レベルをさらに改善し、4)L-コンポーネントが鉄硫黄センターを有すること、5)NB-コンポーネントが基質Pchlideの結合部位を有すること、6)活性がニコチンアミドで阻害される、などの本酵素の諸性質を明らかにしつつある。

叶绿素（CHL）是光合作用光反应至关重要的染料，但也是一种危险的分子，形成自由基，在光照射下对细胞造成严重损害，因此人们认为细胞严格控制其合成。为了阐明合成控制的机制，有必要阐明CHL合成系统每个过程的生化特性。确定藻类和裸子植物的深绿色的光依赖性原氯地叶（DPOR）已被指出是一种类似于氮酶的酶，因为其推定的结构基因同源性，但其酶实体仍然未知。作者使用光合细菌杜鹃花囊膜建立了该酶的测定系统。此外，通过在很大程度上将推定的亚基表示为同一细菌中的S-TAG蛋白并使用纯化的蛋白质建立重构系统，我们首先能够揭示DPOR在1）中具有氮酶的共同特性，是1）亚基组成（BCHL和Nb-Compontive组成的L-COMPONTION），以及BCH牛仔布的组成和BCH牛仔布的繁殖，并由BCH组成，BCH均为BCH的BCH组成，BCH均为BCH的BCH成分。二硫代石，3）需要mg-atp。此外，通过利用穿梭载体，表达水平进一步提高，揭示了该酶的特性，例如4）具有铁硫中心的L组分，5）5）具有底物pchlide的结合位点的NB成分和6）活性受烟酰胺抑制。