シアノバクテリアの熱ストレス応答機構と光合成防御

蓝藻的热应激反应机制及光合防御

基本信息

批准号：
15570028
负责人：
桧山哲夫
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Saitama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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

项目摘要

1.ECF(extracytoplasmic function)シグマ因子のストレス条件下における機能解析Synechocystis sp.PCC 6803に存在する三つのECFシグマ因子(SigG、SigH及びSigI)の機能を明らかにするために其々の遺伝子破壊株を構築し細胞のストレス耐性に対する影響を調べた。野生株や他の変異株よりもSigG変異株は高温感受性を示したが、主要な熱ショックタンパク質(HSP)遺伝子の発現に違いはみられなかった。メチルビオローゲン存在下で、この変異株の光合成色素量や生存率は顕著に減少し、酸化ストレスで誘導されるfur遺伝子転写産物も減少していた。SigGはこの遺伝子の転写を行い酸化ストレス耐性に関与することが示唆された。2.フィコビリソームの構築や、その変性阻止に果たすHSPの役割単離した天然型フィコビリソームを過酸化水素存在下で高温処理するとこの複合体の解離(分解)が引き起こされた。HspAは天然型とは相互作用しないが、その構成ポリペプチドの一部を失った解離産物(フィコビリソームの非天然状態複合体)中のフィコシアニンと特異的に相互作用することを明らかにした。フィコビリソームの構成ポリペプチドの中で、3種類のリンカーポリペプチドは通常温度及び高温下で最も不安定であることを明らかにし、HtpGがこれらの変性凝集を阻止することを明らかにした。HtpG変異株から精製したフィコビリソームは野生株の天然型よりも「軽く」、かつリンカーポリペプチド量が減少していた。さらに、HtpG変異株のフィコビリソームは熱に不安定であった。これらの結果は、HtpGがリンカーポリペプチドと特異的に相互作用してこれを安定化すること、これがフィコビリソーム構築や高温条件下における安定性維持に重要であることを示唆するものである。

1. 应激条件下 ECF（胞质外功能）σ 因子的功能分析为了阐明集胞藻 PCC 6803 中存在的三个 ECF σ 因子（SigG、SigH 和 SigI）的功能，我们创建了每个的基因破坏菌株。我们构建了这个系统并研究了它对细胞应激耐受性的影响。尽管SigG突变株比野生型菌株和其他突变株对高温更敏感，但主要热休克蛋白（HSP）基因的表达没有观察到差异。在甲基紫精存在下，该突变株的光合色素量和存活率显着降低，氧化应激诱导的fur基因转录也减少。有人认为 SigG 转录该基因并参与氧化应激抵抗。 2. HSP 在构建藻胆体和抑制其退化中的作用当分离的天然藻胆体在过氧化氢存在下高温处理时，该复合物被解离（降解）。结果表明，HspA 不与天然形式相互作用，但与解离产物（藻胆体的非天然状态复合物）中的藻蓝蛋白特异性相互作用，该产物已经失去了一些组成多肽。在藻胆体的组成多肽中，发现三种类型的接头多肽在常温和高温下最不稳定，并且HtpG被证明可以防止它们的变性和聚集。从HtpG突变体纯化的藻胆体比野生型菌株的天然型更轻，并且接头多肽的量减少。此外，HtpG 突变体的藻胆体是热不稳定的。这些结果表明，HtpG 特异性地与接头多肽相互作用并稳定接头多肽，这对于高温条件下藻胆体组装和稳定性维持非常重要。