方法的限界の打破から挑む、かつてない多様な植物種からの優れたRubiscoの発掘

从前所未有的多种植物物种中挖掘优秀的 Rubisco，挑战方法论的极限

• 批准号: 21K19059
• 负责人: 鈴木 雄二
• 金额: $ 3.91万
• 依托单位: Iwate University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19059/
• 关键词: Rubisco; 酵素的特性; スクリーニング; 野生植物; 実験系の改良; 光合成; 自然変異

本年度では、Rubiscoの性能評価をより簡便に行うため、Rubiscoの炭酸固定反応の基質親和性と代謝回転数との関係を、Rubisco精製が不要の実験系で評価する方法について検討した。その結果、葉の粗抽出液のRubisco炭酸固定活性を、400ppmのCO2ガスを通気したreaction mixtureと、CO2飽和条件のreaction mixtureで測定し（それぞれvc及びkcatcとする）、vc/kcatcとkcatcとの関係をみることで評価できる可能性を見出した。現状では、イネやオオムギ等におけるコントロールデータが得ており、順次植物種を増やしていく。また、過去に報告されているRubiscoのキネティクスからすると、RubiscoのO2に対するCO2の基質特異性も、vc/kcatcとkcatcとの関係から推定できそうである。さらにこの方法を用いて、前年度にRubisco炭酸固定活性が高いことが見出された裸子植物のRubiscoを評価したところ、vc/kcatcは高くはなく、RubiscoのCO2への親和性が低いことが推定されたため、残念ながら優れたRubiscoとは言えなかった。前年度に、スギ等の粗抽出液の粘性を抑える効果がありそうな添加物を見出し、今年度も引き続き検討を行ったが、残念ながら顕著な効果は得られなかった。ただし、上記のRubisco性能の簡易評価法は、現状の粗抽出液作製方法を用いても、スギに適用可能であることが期待される。高山植物数種についてのRubisco活性測定も行う予定であったが、新型コロナウイルスの感染状況から、残念ながらサンプリングを実施することができなかった。

在这个财政年度，为了使Rubisco的绩效评估更加简单，我们研究了一种评估Rubisco碳酸反应的底物亲和力与不需要Rubisco纯化的代谢旋转之间关系的方法。结果，用反应混合物和二氧化碳饱和条件（每种vc和kCATC）测量了叶子的碳酸化活性。目前，获得了大米和花园的受控数据，并逐渐增加植物物种。根据过去报道的Rubisco的动力学，Rubisco对O2的CO2底物特异性可以从VC/KCATC和KCATC之间的关系中估算出来。此外，使用这种方法，Rubisco发现Rubisco在上一年中是高度固定的，它是裸体植物的Rubisco，但VC/KCATC并不昂贵，Rubisco与CO2的兼容性很低这不是出色的鲁比斯科，因为它的估计。在上一年，我们发现添加剂可以有效抑制雪松和其他原油提取的粘度，并继续研究今年，但不幸的是，没有获得显着的效果。但是，即使使用当前的粗糙提取方法，也有望将上述Rubisco性能的简单评估方法应用于Cedar。还计划了几种高山植物的Rubisco活性测量，但不幸的是，由于新结肠病毒的感染，无法实施采样。

项目成果

8 種の針葉樹におけるRubiscoのcarboxylase比活性の評価

8种针叶树Rubisco羧化酶比活性评价

• 发表时间: 2021
• 作者: 影山創大;伊藤佳菜;宮澤真;牧野 周;鈴木雄二
• 通讯作者: 鈴木雄二

早春に生育するC3草本植物におけるRubiscoのcarboxylase比活性の評価

早春C3草本植物Rubisco特异性羧化酶活性评价

• 发表时间: 2021
• 作者: 伊藤佳菜;影山創大;宮澤真;牧野 周;鈴木雄二
• 通讯作者: 鈴木雄二