植物の無機物還元同化系酵素群の電子分配機構の生化学的、分子生物学的研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05454019
• 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): 藤田 祐一 大阪大学, たんぱく質研究所, 助手 (80222264) ; 井手口 隆司 大阪大学, たんぱく質研究所, 助手 (60203121)
• Keywords: 亜硫酸還元酵素 / グルタミン酸合成酵素 / フェレドキシン / 光合成電子伝達

Research Abstract

1.トウモロコシの亜硫酸還元酵素cDNAを大腸菌内で発現させ、酵素活性を持った機能分子を大量に調製することに成功した。目下、本酵素の結晶化を試みている。また、補欠分子族である[4Fe-4S]クラスターとシロヘムの配位に関与していると推定されるシステイン残基をセリンに改変した遺伝子は機能発現しないことが判明した。
2.ラン藻Plectonema boryanumのフェレドキシン(Fd)依存型グルタミン酸合成酵素(GOGAT)とNADH依存型GOGATの遺伝子をクローニングした。それぞれの遺伝子を不活化した変異株は対応する酵素活性を消失していたが、光独立栄養条件でも暗所での完全従属栄養条件でも生育が可能であった。両方のGOGAT遺伝子の欠損株は目下のところ得られていない。
3.P.boryanumにトウモロコシの光合成型FdIのcDNAをあらかじめ形質転換した上で、このラン藻のFd遺伝子(petF)欠損株を単離することに成功した。この株はトウモロコシFdIに依存して光合成を行うが、暗所での生育は不可能であった。したがってFdIはPetFの光合成機能のみを相補可能であることが証明された。
4.トウモロコシのFd-GOGATのcDNAを大腸菌内で発現させる系を確立した。この組換え分子が酵素活性を発揮するには、N末端がシステインであることが必須であることが判明し、グルタミンと酵素の触媒反応中間体を形成する残基であることが推察された。

Research Products

• [Publications] T.Matsumura: "Non-photosynthetic type ferredoxin from maize retards photoautotrophic growth of the cyanobacterium Plectonema boryanum" photosynthesis : from Light to Biosphere (ed.P.Mathis). 2. 709-712 (1995)
• [Publications] T.Ideguchi: "cDNA cloning and expression of ferredoxin-dependentsulfite reductase from maize in E.cole celles" Photosynthesis : from Light to Biosphere (ed.P.Mathis). 2. 713-716 (1995)
• [Publications] Y.Fujita: "Identification of chl B gene and the gene product essential for the light-independent biosynthesis of chlorophyll in the cyanobacterium P.boryanam" Plant Cell Physial.in press (1996)
• [Publications] 長谷俊治: "フェレドキシンとフェレドキシン依存性酵素間の分子間認識と電子伝達" 日本応用酵素協会誌. 30. 11-18 (1995)