光合成光化学反応中心タンパク質複合体のリン酸化の機能解析

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08044225
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 林 秀則 愛媛大学, 理学部, 教授 (60124682)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): OSMOND Berry オーストラリア国立大学, 総合科学研究所, 教授 ; FARDEN Kevin オタゴ大学, 生化学部, 準教授 ; GREER Dennis The Horticulture and Food Research Insti, 研究員 ; EATONーRYE Ju オタゴ大学, 生化学部, 助教授 ; 渡辺 正勝 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助教授 (40124226)
• Keywords: タンパク質リン酸化 / D1タンパク質 / 光合成 / 光化学系II / ラン藻 / 部位特異的変異 / 遺伝子組換え

Research Abstract

光化学反応中心を構成するタンパク質成分の光条件下における特異的なリン酸化は、シグナル伝達において重要な役割を果していると考えられている。このタンパク質のリン酸化の生物学的役割を明らかにするため、本研究では、ラン藻のD1タンパク質のリン酸化部位であるThr2を除いた、あるいはAlaに変換した突然変異株について、光合成の光化学反応および環境ストレスに対する応答を解析し、タンパク質のリン酸化の役割を明らかにする。本年度はこのために必要となる部位特異的変異株の作製を中心として研究を遂行した。
ラン藻にはD1タンパク質をコードする遺伝子が3種類(psbA1、psbA2、psbA3)存在するため、D1タンパク質の部位特異的変異のためには、まずこれらの一つずつを破壊した変異株を作製しなければならない。ラン藻Synechocystis PCC6803のゲノムDNAからpsbA1を含む約1.8kbpのBamH1-EcoR1断片、psbA2を含む2.3kbpのEcoR1-HindIII断片、psbA3を含む1.5kbpのBamH1-EcoR1断片を調製した。これらのDNA断片を用いて、例えばpsbA1のBanII-BanII領域をテトラサイクリン耐性遺伝子に置換した組み換えDNAを作製した。これらラン藻に導入し、相同組み換えによってpsbA1の破壊されたラン藻を得た。psbA2おpsbA3遺伝子についても同様に破壊した。さらにこの株のpsbA2遺伝子を改変してD1タンパク質のThr2のコドンをAlaのコドンに改変したDNA断片を作製し、現在これを上述のpsbA遺伝子の破壊株に導入し、リン酸化部位の改変された変異株の作製を進めている。

Research Products

• [Publications] Allakhverdiev,S.I.: "Stabilization of oxygen evolution and primary electron transport reactions in photosystem II against heat stress with glycinebetaine and sucrose." J.Photochem.Photobiol.34. 149-157 (1996)
• [Publications] Hayashi,H.: "Transformation of Arabidopsis thaliana with the codA gene for choline oxidase ; accumulation of glycinebetaine and enhanced tolerance to salt and cold stress" The Plant Journal. (in press).