光合成・窒素同化系酵素の遺伝子発現の窒素による制御機構

1986 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61480056
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 杉山 達夫 名大, 農学部, 教授 (50023453)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 笹川 英夫 名古屋大学, 農学部, 助手 (40115572)
• Keywords: グリーンパニック / トウモロコシ / aspartate aminotransferase / 炭酸同化系酵素 / 窒素同化系酵素 / mRNA

Research Abstract

1.グリーンパニック(PEPCK型)のバイオマス生産を規定する酵素要因の1つであるAspartate aminotransferase(Asp-AT)を精製し、その諸性質を明らかにするとともに特異抗体を調製した。この抗体を用い、N投与に伴うAsp-ATタンパクおよびmRNAレベルの変動を一次平板拡散法およびin vitro translation-免疫沈降法により解析した。その結果N投与に伴い両レベルは著しく上昇したが、タンパクレベルの上昇はmRNAレベルのそれに比べ1日程度遅れることが明らかとなった。バイオマスとの関連ではAsp-ATが他の酵素タンパクに比べて優先的に作られるという明確な結論を得るには致らなかった。
2.トウモロコシ(NADP-ME型)葉におけるPEP carboxylase(PEPC),Pyruvate Pidikinase(PPDK)およびRubiscoタンパクへのNの配分について解析した。N充分条件下では3つの酵素タンパクとも葉組織の基部から先端部にかけ指数対数的に分布していた。N不足植物にNを補てんし、回復への遷移状態にある葉組織について上記タンパクの変動を調べたところ、Rubiscoは葉の未成熟部位である基部に、PEPC,PPDKは中央部から先端部で優先的に増加した。PPDK,Rubiscoと光合成速度とは高い正の相関があり、Nが優先的に配分されることよりこれら二つの酵素光合成生産性を規定する可能性の高いことを示した。
3.トウモロコシ葉よりglutamate synthase(GOGAT)およびglutamine synthetase(GS)の特異抗体を調製し、これら酵素のNによる調節様式を解析した。Nの投与によりFd-GOGATの比活性、全可溶性タンパクに占めるGOGATタンパクの割合とも増加し、この酵素が光合成生産性の律速因子となっていることを強く示唆した。一方GSは葉細胞内に2種の多形体が存在し、いずれもN投与による生育回復過程で全可溶性タンパクに占める割合は増加しなかった。現在上記酵素のcDNA調製を試みるとともにmRNAの定量法を確立すべく種々検討中である。

Research Products

• [Publications] Masanori Yamazaki: Plant Cell Physiol.27. 443-452 (1986)
• [Publications] Katsura Izui: Nucleic Acids Research. 14. 1615-1628 (1986)
• [Publications] Steven C.Huber: Plant Physiol.81. 674-677 (1986)
• [Publications] Steven C.Huber: Plant Physiol.82. 550-554 (1986)
• [Publications] 日本土壌肥料学会: "植物生産性の生理生化学" 博友社, 203 (1986)
• [Publications] 赤沢堯: "資源植物-遺伝・進化・生化学" 学会出版センター, 272 (1986)