1991 Fiscal Year Annual Research Report
フェレドキシン多重遺伝子族の発現制御とその生理的意義の研究
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02660086
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
長谷 俊治 名古屋大学, 農学部, 助教授 (00127276)
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| Keywords | トウモロコシ / フェレドキシン / 光合成 / 遺伝子クロ-ニング / グルタミン酸合成酵素 / フェレドキシンーNADP^+還元酵素 |
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| Research Abstract |
トウモロコシを材料とし、光合成及び非光合成器官のプラスチドに存在する酵素・蛋白質の機能や遺伝子発現の解析を行ない、以下に示す成果を得た。
1.フェレドキシン(Fd)が多重遺伝子族でコ-ドされるイソ蛋白質よりなることを蛋白質と遺伝子レベルで明らかにし、器官・組織特異的発現や光誘導性の有無から、Fdイソ蛋白質は光合成型と非光合成型に大別できることを示した。
2.光合成型、非光合成型のFdのゲノム遺伝子をクロ-ニングし、全構造を決定した。
非光合成型のものには5'非翻訳領域に約3kbのイントロンが存在することが特徴である。
3.非光合成型Fdも、光合成型Fdと同様に、延長ペプチドを持つ前駆体として細胞礎質で合成され、葉緑体やエチオプラストに移行することをin vitroの再構成実験で明らかにした。
4.生体から大量に得ることが困難競非光合成型Fdを大腸菌発現系を用いて調製できる実験系を確立し、FdーNADP^+還元酵素との電子伝達活性を非光合成型と光合成型Fdと比較解析したところ、光合成Fdは光還元系から、非光合成FdはNADPHから電子を受容する活性が優れていることが判明した。
5.Fd依存性グルタミン酸合成酵素(GOGAT)と5種類のアイソザイムから成るグルタミン合成酵素(GS)の遺伝子クロ-ニングした。それぞれの特異プロ-ブを作製しmRNAの蓄積量を分別定量したところ、GOGATと葉緑体型GSアイソザイムが、器官特異性や光誘導性の観点から協調的に発現することを見出した。一方、細胞礎質型のGSアイソザイムとは明確な対応関係が認められなかった。
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[Publications] T.Hase: "Molecular cloning and differential expression of the maize ferredoxin gene family" Plant Physiology. 96. 77-83 (1991)
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[Publications] H.Sakakibara: "Molecular coloning and characterization of complementary DNA encoding for ferredoxinーdependent glutamate synthase in maize leaf" Journal of Biological Chemistry. 266. 2028-2035 (1991)
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[Publications] S.Suzuki: "Plastid import and ironーsulfur cluster assembly of photosynthetic and nonphotosynthetic ferredoxin isoproteins in maize" Plant Physiology. 97. 375-380 (1991)
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[Publications] T.Hase: "Expression of maize ferredoxin cDNA in Escherichia coli.Comparison of photosynthetic and nonphotosynthetic ferredoxin isoproteins,and their chimeric molecule" Plant Physiolgy. 97. 1395-1401 (1991)
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[Publications] H.Sakakibara: "Molecular cloning of the family of glutamine synthetase genes from maize:expression of genes fir glutamine synthetase and ferredoxindependent glutamate sythase in photosynthetic and nonーphotosynthetic tissues" Plant Cell Physiology. 33. 49-58 (1992)
