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

1997 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 ; 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) ; 森田 勇人 愛媛大学, 理学部, 助手 (50274303)
• 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

ラン藻などのタンパク質の特異的なリン酸化は、環境ストレス応答におけるシグナル伝達に対して重要な役割を果たしていると考えられている。これら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、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、およびシグナル伝達に関与すると考えられるヒスチヂンカイネースの破壊株を作製し、光合成活性、ストレス耐性などの解析することを目的として研究を遂行した。
D1タンパク質の特定のアミノ酸を置換した変異株を作製するために、D1タンパク質をコードする3種類(psbA1、psbA2、psbA3)の遺伝子を全て破壊した変異株を作製した。これに部位特異的変異によってD1タンパク質のThr2のコドンをAlaのコドンに改変できるDNA断片を作製し、これを上述のpsbA遺伝子の破壊株に導入し、リン酸化部位が改変された変異株の作製を行った。得られた変異株について各種条件下で光合成活性を測定したが、現在の時点では野生株と比べて表現型に大きな違いは検出できていない。また塩素配列からヒスチヂンカイネースをコードしていると予測される32種類の遺伝子のそれぞれに薬剤耐性遺伝子を挿入した破壊株を作製し、作製できたものについて温度、塩、金属ストレスに対する耐性を解析した。一部の変異株は重金属耐性を欠損しており、破壊された遺伝子が重金属ストレス応答におけるシグナル伝達に関与していると推定した。

Research Products

• [Publications] Nishiyama, Y: "Thermal Profection of the oxygen-evolving machinery by PsbU,and extrinsic protein of photosystem II in Synechococcus sp.PCC 7002." Plant Physion.(in press). (1998)
• [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. 12. 133-142 (1997)
• [Publications] Lee, C.B.: "Stabilization by glycinebetaine of photosynthetic oxygen evolution by thylakoid membranes from Synechococcus PCC7002" Mol.Cells. 7. 296-299 (1997)
• [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)