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]这项研究的重点是磷酸烯醇丙酮酸羧化酶（PEPC），这是C4光合作用的速率限制酶。 1) elucidating the kinetics of the activity regulation of this enzyme by reversible phosphorylation, 2) elucidating the protein kinase (PK) involved in this phosphorylation and the signal transduction mechanisms associated with it, and 3) elucidating the expression of this enzyme gene, that is, the regulatory mechanisms at stages such as transcription and mRNA stability. [结果与讨论] 1）我们已经开发了一种兔抗体，该抗体仅专门识别玉米C4型PEPC的调节磷酸化（SER-15）。使用此过程，我们研究了二氧化碳的吸收率与PEPC在成熟玉米培养的户外培养中的磷酸化状态之间的相关性，并发现磷酸化之前是光合作用的。 2）由于已经发现C4型PEPC基因的表达也受氮源的供应状态控制，因此我们研究了N应力对磷酸化的影响，并且建议N缺乏对磷酸化的影响不大。 3）当将二氧化碳浓度降低到大气（350 ppm）（200 ppm）时，PEPC的水平升高，磷酸化程度增加。但是，升级产品时没有影响（700 ppm）。 4）Ca^<2+> - 独立（CIDPK，约30 kDa）作为PEPC-PK（蛋白激酶）被高度纯化，并检查了其酶特性。 5）为了阐明低温诱导的Ca^<2+> - 依赖性CDPK的生理作用，分离了水稻同源物，并以意义和反义方向引入转化子，并检查了它们的效果。 6）使用RNA合成抑制剂分析了mRNA寿命与磷酸化之间的关系，特别是mRNA寿命与磷酸化之间的关系。