アカパンカビの活性酸素を経由する光信号伝達の研究

粗糙脉孢菌活性氧光信号转导的研究

基本信息

批准号：
15657003
负责人：
蓮沼仰嗣
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Yokohama City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15657003/
关键词：
アカパンカビ光信号伝達カロテノイドヌクレオシド2リン酸キナーゼ活性酸素子嚢殻極性の光誘導スーパーオキシドジスムターゼカタラーゼ光形態形成遺伝子発現 SOD変異株sod-1 子嚢殻の極性の光誘導

项目摘要

アカパンカビはその生活環で,多くの形態形成が光により制御されている。光制御を受ける主要な過程は,1)菌糸のカロテノイド合成,2)菌糸からの分生子形成,3)分生子形成リズムの位相応答,4)原子嚢殻形成の促進,5)子嚢殻極性の誘導,6)ビークの正の屈光性である。3つの光受容体;i)WC-1,WC-2;複合体,WC complex (WCC)を形成,光受容で,転写因子として作用。ii)VIVID (VVD);WCCの機能の抑制因子で光受容も行なう。iii)New opsin-1(NOP-1);バクテリオロドプシンに相似,光受容によりプロトンを放出。WCCは多数の機能をもち,その変異,wc-1,およびwc-2は1),2),4),5),6)の作用が見られない。vvd変異は菌糸におけるカロテノイドの光誘導が促進される。光受容の過程を分子レベルで明らかにするために,菌糸から調製した粗抽出液を用い,試験管内光信号伝達解析系を立てた。青色光照射は15kDaタンパク質のリン酸化を増大させ(小田,蓮沼1994),ヌクレオシド2リン酸キナーゼであることが同定され,NDK-1と命名された(小倉ら1999)。NDK-1のリン酸化がほとんどない変異株,ndk-1P72Hが単離された(小田,蓮沼1997)。変異株,ndk-1P72Hは光による子嚢殻極性の誘導が欠失していた(小倉ら2001)。NDK-1がどのような分子機構でカロテノイド合成および形態形成をするかを決定することを研究目的とした。アカパンカビの野生株,スーパーオキシドジスムターゼ(SOD)変異株,sod-1,ndk-1P72H菌糸の表面培養に光を照射すると,野生株はカロテノイドを誘導合成した。sod-1変異株は野生株より早く,およそ2倍の速度でカロテノイドを合成した。この系にアンチオキシダントを加えると,カロテノイド合成の速度が低下した。ndk-1P72H変異株は野生株のおよそ1/2の速度でカロテノイドを合成した。sod-1変異株,およびndk-1P72H変異株は子嚢殻の極性の光誘導が共に欠失していた。ndk-1P72H変異株はカタラーゼとの機能的な相互作用が野生株に比べ低く,カタラーゼの作用が弱いと考えられる。カロテノイド合成系遺伝子,al-1,-2,-3の発現が野生株は一過的になるのにたいして,sod-1変異株は長くつずく。アンチオキシダントが明らかにカロテノイド合成を抑制するので,活性酸素分子種が関与することは強く示唆される(吉田,蓮沼2004)。

在其生命周期中，许多形态发生受光控制。受光管调节的主要过程是1）菌丝的类胡萝卜素合成，2）菌丝的分生孢子形成，3）分生孢子形成的相反应，4）促进分生孢子壳的形成，5）肌肉极性的诱导和6）喙的阳性光子症。三个光感受器； i）形式WC-1，WC-2;复合物，WC复合物（WCC）充当感光体的转录因子。 ii）生动（VVD）;也是光感受器作为WCC函数的抑制剂。 iii）新的Opsin-1（NOP-1）;类似于细菌紫红素，通过光感受释放质子。 WCC具有许多功能，而突变WC-1和WC-2没有显示1），2），4），5），6）的效果了。 VVD突变促进了菌丝体中类胡萝卜素的光诱导。为了阐明分子水平的光感受的过程，使用从菌丝制备的粗提取物建立了射载激素光反应分析的系统。蓝光照射增加了15 kDa蛋白的磷酸化（Oda，Hasunuma 1994），并被鉴定为核苷二磷酸激酶，并被称为NDK-1（Ogura等，1999）。已经分离出一种很少的NDK-1磷酸化的突变菌株NDK-1P72H（Oda，Hasunuma 1997）。突变菌株NDK-1P72H缺乏光诱导的Assul Pallity（Ogura etal。2001）。研究目的是确定用于类胡萝卜素合成和形态发生的NDK-1的分子机制。当野生红锅真菌的超氧化物歧化酶（SOD）突变株的表面培养被光照射时，野生应变诱导的类胡萝卜素。 SOD-1突变体比野生菌株更早地合成类胡萝卜素，大约是速度的两倍。在该系统中添加抗氧化剂可以减慢类胡萝卜素合成的速率。 NDK-1P72H突变体以大约1/2的野生应变速率合成类胡萝卜素。 SOD-1突变体和NDK-1P72H突变体均缺乏抗滑极光诱导。 NDK-1P72H突变菌株与过氧化氢酶的功能相互作用低于野生应变，被认为具有过氧化氢酶的作用较弱。 SOD-1突变菌株长，而类胡萝卜素合成基因Al-1，-2，-3的表达在野生菌株中是短暂的。强烈建议涉及活性氧，因为抗氧化剂清楚地抑制了类胡萝卜素的合成（Yoshida，Hasunuma，2004年）。