2021 Fiscal Year Research-status Report
植物の電子受容体NADP再生ボトルネックの解明―なぜ夜間に減少するのか？
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20K06695
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| Research Institution | Central Research Institute of Electric Power Industry |
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Principal Investigator |
橋田 慎之介 一般財団法人電力中央研究所, サステナブルシステム研究本部, 上席研究員 (60516649)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | NAD / NADP / シロイヌナズナ / 酵素 / タンパク質 / 葉緑体 / 光合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は葉緑体NADP+減少メカニズムの解明とNADP+再生経路の同定を目的としている。光合成の重要な電子受容体であるNADPのプールサイズ（NADP+とNADPHの総和）は光条件によって大きく変動する。光合成をしない夜間などでは合成されず、その量は基底レベルであるが、光照射とともに合成が活性化されて葉緑体NADPプールサイズは最大となる。一方で遮光すると10分程度でNADPプールが減少するが、この減少メカニズムが明らかではない。本研究では、予備実験で確認した植物細胞中のNADP+脱リン酸化（NADPP）活性の分子実体を同定し、夜間におけるNADP+減少への関与を明らかにする。
本年度はシロイヌナズナのロゼット葉のタンパク質粗抽出液からNADPP活性画分の分取精製を行い、活性濃縮画分に含まれるタンパク質のアミノ酸配列を決定した。様々な阻害剤を用いて画分中のNADPP活性特性を解析し、NADP+減少に関わる代謝経路候補を同定した。濃縮画分中のアミノ酸配列から候補遺伝子を抽出し、既報ではNADPP活性について言及されていない新規酵素活性である事を確認した。明らかとなった代謝経路から、NADP+の減少によって無機リン酸が供給される事を見出し、実際に実験でリン栄養状況に応じてNADP動態が変化する事を確認した。また、候補遺伝子および複数の相同遺伝子のT-DNA挿入変異体（シロイヌナズナ）を入手し多重変異体を作出した。今後はこれらの変異体を活用して夜間におけるNADP+減少の植物生理学的意義を明らかにする。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画通り、NADP+減少に関わる酵素タンパク質の同定が順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
NADPP酵素の候補遺伝子が同定し、変異体候補を入手できたことから、今後はNADPP変異がNADP動態に及ぼす影響について解析を進める。ここから、夜間にNADP+を減少させる植物生理学的な意義を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
参加を予定していた学会が全てオンライン開催となったため、次年度使用額が生じた。当該助成金は学術論文のオープンアクセス用APCへの使用を計画している。
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