植物細胞でのフェレドキシンとフェレドキシン依存性酵素の相互認識と電子伝達機構

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04640624
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 長谷 俊治 大阪大学, たんぱく質研究所, 教授 (00127276)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 角野 冨三郎 大阪大学, たんぱく質研究所, 助教授 (50029964)
• Keywords: フェレドキシン / フェレドキシン-NADP^+還元酵素 / 亜硫酸還元酵素 / グルタミン酸合成酵素

Research Abstract

1.フェレドキシン(Fd)依存性酵素であるFd-NADP^+還元酵素(FNR)と亜硫酸還元酵素(SiR)のcDNAのクローニングをトウモロコシを材料として行い,それぞれ全鎖長の遺伝子の構造を決定した.
2.遺伝子特異プローブを用いてノーザン解析し,FNRは葉特異的にしかも光誘導をうける状態で,SiRは葉,中胚軸,根で構成的に発現していることを明らかにした.この発現パターンは,FNRは光合成型Fdのそれと,SiRは非光合成型Fdのそれと対応していた.
3.トウモロコシ緑葉より精製したFNRを用いて,Fdの部位特異的改変体との電子伝達反応を解析し,Fdの鉄・硫黄クラスターの酸化還元電位が反応性に大きく関与していることを示唆する結果を得た.
4.FNRやSiRの改変体の作製を目ざして,大腸菌内でのこれら酵素の産生を試みているが,現在のところまだ活性のある状態で大量発現にいたっていない.SiRの場合は封入体となって不活性化している.
5.FdとSiRとの相互認識機構を調べる目的で,大腸菌由来のFd非依存型のSiRの遺伝子をすでに利用可能な整列クローンバンクを用いて,クローニングし,元の大腸菌内での発現系をほぼ完成させた.大腸菌のFd非依存型とトウモロコシのFd依存型酵素のキメラ分子の作製が可能となったので,今後,Fdとの相互認識領域の同定を目指す.

Research Products

• [Publications] Hitoshi Sakakibara: "Molecular Cloning of the Family of Glutamite Synthetase Genes from Maize:Expression of Genes for Glutamine Synthetase and Ferredoxin-Dependent Glutamate Synthase in Photosynthetic and Non-Photosynthetic Tissues" Plant Cell Physiol.33(1). 49-58 (1992)
• [Publications] Mitsutaka Taniguchi: "Cloning and sequence analysis of cDNA encoding aspartate aminotransferase isozymes from Panicum miliaceum L.,a C_4 plant" Eur.J.Biochem.204. 611-620 (1992)
• [Publications] Hitoshi Sakakibara: "Differential Effects of Nitrate and Light on the Expression of Glutamine Synthetases and Ferredoxin-Dependent Glutamate Synthase in Maize" Plant Cell Physiol.33(8). 1193-1198 (1992)
• [Publications] Tomohiro Matsumura: "Function and Biogenesis of Site-Directedly Mutated Ferredoxins" Current Research in Photosynthesis. 4. (1993)