CAM型光合成における酸素感受性メカニズムの解明に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12460011
• Research Institution: Saga University
• Principal Investigator: 野瀬 昭博 佐賀大学, 農学部, 教授 (80045137)
• Keywords: CAM / ミトコンドリア / 酸素 / リンゴ酸・アスパラギン酸シャトル / パインアップル / ベンケイソウ / Rubisco

Research Abstract

低酸素によりCAM活性を失わないパインアップル葉身よりミトコンドリアをパーコール密度勾配法で単離・純化し,リンゴ酸の取り込みにかかわる呼吸特性と酵素活性を調査した.パインアップル・ミトコンドリアは,NADHを良く酸化したが,NADPHは酸化できなかった.パインアップル・ミトコンドリアは高いNAD依存リンゴ酸脱水素酵素(NAD-MDH)活性を有し,NAD依存リンゴ酸酵素(NAD-ME)活性は明らかに低かった.そして,通常の条件ではリンゴ酸の添加で呼吸活性を示さず,NAD-MEやピルピン酸脱水素酵素の活性化剤であるアセチルCoAあるいはチアミン・ピロフォスフェートを添加しても,リンゴ酸添加による呼吸の活性化は生じなかった.しかし,gulutamate-Oxaloacetate transaminaseとglutamateを添加するとリンゴ酸添加により呼吸が活性化し,ADP/O比は約2.5を示した.この結果は,パインアップル・ミトコンドリアではリンゴ酸・アスパラギン酸シャトルが機能していることを示し,パインアップルにおいてもCAMのphase3においてリンゴ酸のミトコンドリアでの脱炭酸化が生じていることが示唆された.しかし,ミトコンドリア内のNAD-ME活性が極めて低いことから,取り込まれたリンゴ酸はTCA回路により処理され,低酸素によるリンゴ酸阻害が生じないものと考えられる.また,ベンケイソウ及びパインアップルで炭酸ガス固定のキー酵素であるリブロース二燐酸カルボキシラーゼ・オキシゲナーゼの酵素タンパク及び総活性・イニシィアル活性が日変化することが明らかになった.

Research Products

• [Publications] 田原圭輔, 吉田隆之, 野瀬昭博, 東江栄: "パインアップル及びセイロンベンケイソウにおけるRubisco活性と蛍光特性の日変化"日本作物学会記事. 72巻別1号. (2003)