酵母Rhodotorulaにおけるカロテノイド生合成の光誘導機構の解明:初期光化学反応へのアプロ-チ

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03640569
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 多田 幹郎 岡山大学, 農学部, 教授 (50032991)
• Keywords: Rhodotorula minuta / カロテノイド生合成の光誘導 / 作用スペクトル / 光化学反応 / 光生物学

Research Abstract

赤色酵母Rhodotorula minutaにおけるカロテノイド生合成の速度と量は270〜450nmの光によって厳密に制御される。本研究は、この光生物現象の初発過程である光化学反応を分子レベルで明らかにすることを最終目標として開始された。本年度は、(1)光化学反応の進行を直接反映するシグナルを見いだし、(2)そのシグナルを指標として、光化学反応の生じている部位を決定することを目的とした。
(1)菌体に近紫外光を照射すると、菌体の紫外光吸収スペクトルに微細な変化(260〜300nmの波長域での吸収の減少と230nm近辺での吸光度の増加)が生じることに着目し、280nmでの吸光度を指標として、光照射と吸光度変化との関係について詳細な検討を行った。その結果、吸収スペクトルの変化は温度に依存しない光化学反応の進行を直接反映していること、変化量と光量の間に相反則が成立すること、光量ー効果曲線が指数関数直線となることなどを認めた。
(2)菌体を破砕して、細胞壁、細胞膜および細胞質を分画し、光照射による吸収スペクトルの変化を調べた結果、細胞膜に特徴的な変化(260〜300nmの波長域で、265、272、283、295nmにピ-クをもって減少)が生じることを見いだした。そこで、この細胞膜画分で起きるスペクトル変化について、280nmでの吸光度の減少量を指標として、作用スペクトル求めた。得られた作用スペクトルは、既に測定済みのカロテノイド生合成の作用スペクトルに極めて近似しており、細胞膜で起きる光化学反応がカロテノイド生合成の光誘導に深く関わっていることを強く示唆した。次年度は細胞膜での光化学反応について、分子レベルでの検討を行う予定である。