光合成炭素代謝の統御に関与するプロテインキナーゼの探索とシグナル伝達の分子機構

寻找参与光合碳代谢控制的蛋白激酶及信号转导的分子机制

基本信息

批准号：
10170217
负责人：
泉井桂
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

[目的] 本研究ではC4光合成の律速酵素であるホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(PEPC)をとりあげ、1)本酵素の可逆的リン酸化による活性調節の動態の解明、2)このリン酸化に関与するプロテインキナーゼ(PK)の同定とこれに連なるシグナル伝達機構の解明および、3)本酵素遺伝子の発現調節すなわち、転写やmRNAの安定性などの段階における調節機構の解明などを目指す。[結果・考察] 1)すでに、トウモロコシC4型PEPCの調節的リン酸化(Ser-15)のみを特異的に識別するウサギ抗体を開発しているが、これを用いて露地栽培の成熟トウモロコシにおける二酸化炭素の吸収速度とPEPCのリン酸化状態との相関を日周的に調べ、光合成よりリン酸化が先行することをみとめた。2)C4型PEPC遺伝子の発現が窒素源の供給状態によっても制御を受けることが発見されているので、リン酸化についてもNストレスの影響を調べたところ、N欠乏によってリン酸化の方はさほど影響がないことが示唆された。3)CO2濃度を大気中(350ppm)より下げたとき(200ppm)、PEPCのレベルが上昇し、リン酸化の程度も上昇した。しかし、上げたとき(700ppm)には影響はみられなかった。4)PEPC-PK(プロテインキナーゼ)としてCa^<2+>-非依存性のもの(CIDPK,約30kDa)を高度に精製し、その酵素的性質を調べた。5)低温誘導性のCa^<2+>-依存性CDPKの生理的役割を解明するため、イネのホモログを分離し、センスとアンチセンス方向に導入した形質転換体を作出し、その効果を調べた。6)PEPC遺伝子の発現のオカダ酸による阻害の機構、特にmRNAの寿命とリン酸化の関係をRNA合成阻害剤を用いて解析した。

[目的] 本研究重点关注磷酸烯醇丙酮酸羧化酶 (PEPC)，它是 C4 光合作用中的限速酶，目的是 1) 阐明该酶可逆磷酸化调节活性的动力学，2) 鉴定参与该磷酸化的蛋白质。我们的目的是鉴定激酶（PK）并阐明相关的信号转导机制，3）阐明该酶基因表达的调控，即转录和mRNA稳定性等阶段的调控机制。 [结果/讨论] 1) 我们已经开发了一种只特异性识别玉米 C4 型 PEPC 的调节性磷酸化 (Ser-15) 的兔抗体，我们研究了碳吸收率与 PEPC 的昼夜磷酸化状态之间的相关性。基础上，发现磷酸化先于光合作用。 2）人们发现C4型PEPC基因的表达也受到氮源供应状态的调节，因此当我们研究氮胁迫对磷酸化的影响时，我们发现磷酸化受氮缺乏的影响并不大。有人建议没有。 3）当CO2浓度（200ppm）低于大气中的浓度（350ppm）时，PEPC的水平增加，磷酸化程度也增加。然而，当浓度增加（700 ppm）时，没有观察到效果。 4)我们高度纯化了Ca 2+ 独立的PEPC-PK(CIDPK，约30kDa)并研究了其酶学性质。 5)为了阐明冷诱导的Ca ^ 2+ 依赖性CDPK的生理作用，我们分离了水稻同源物，创建了将其以正义和反义方向引入的转化体，并研究了其效果。进入其中。 6)利用RNA合成抑制剂分析了冈田酸抑制PEPC基因表达的机制，特别是mRNA寿命与磷酸化的关系。