光合成系の温度馴化の分子メカニズム:ルビスコのキネティクス特性と活性制御機構

光合系统温度驯化的分子机制：Rubisco的动力学性质和活性控制机制

基本信息

批准号：
10J03271
负责人：
矢守航
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

高温領域においてRubisco活性化状態が減少することが分かっている。ルビスコ活性化率の制御はアクチベースによって制御されるため、高温下におけるルビスコ活性化率の減少はアクチベース活性の減少が原因だと提案されてきた。しかし、申請者の研究結果によって、高温におけるルビスコ活性化率の変化は、アクチベース活性だけではなく電子伝達活性を介して制御されている可能性もでてきた。電子伝達経路には、これまでに直線的電子伝達経路と循環的電子伝達経路が存在することが知られている。そこで、NDH依存の循環的電子伝達経経路が欠損した変異体イネ、および、Cytochrome b_6/f complex量の減少によって直線的電子伝達速度が減少した形質転換体を用いて、電子伝達経経路によるルビスコ活性化制御について解析を行った。その結果、野生体イネと比べて、循環的電子伝達経経路を欠損した変異体イネではRubisco活性化率にほとんど変化がなかったが、直線的電子伝達速度が減少した変異体イネではRubisco活性化率が減少する傾向にあった。これまでの申請者の研究によって、アクチベースの活性はATP/ADP比やストロマの還元状態によって制御されることが明らかとなっている(Yamori et al. 2012 Plant J,71, 871-880)。よって、イネにおいて、Rubisco活性化状態の制御には、アクチベースだけではなく、電子伝達速度が関わっていることが示唆された。

已经发现，在热区域中，Rubisco激活状态降低。由于Rubisco激活率的控制受actibase控制，因此已经提出，高温下Rubisco激活率的降低是由actibase活性降低引起的。但是，申请人的发现表明，在高温下，Rubisco激活率的变化不仅可以通过基于ACTI的活动，还可以通过电子传输活性来调节。众所周知，迄今为止，在电子传输路径中存在线性和环状电子传输路径。因此，我们使用缺乏NDH依赖性环状电子传输途径和转化器的突变稻对电子传输途径的调节，其线性电子传输速率由于细胞色素B_6/F复合物的量降低而降低。结果，与野生米相比，缺乏环状电子转移途径的突变稻中的rubisco激活速率几乎没有变化，但是rubisco激活速率的趋势降低了线性电子传递速率的突变稻中的降低。先前的申请人研究表明，基于ACTI的活性受ATP/ADP比和基质状态降低来调节（Yamori等，2012 Plant J，71，871-880）。因此，有人提出，在大米中，电子传递速率不仅涉及actibase，而且还涉及控制Rubisco激活状态。