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植物における酵素のリン酸化と脱リン酸化を介する活性の光調節の分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 02808034
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 代謝生物化学
研究機関京都大学

研究代表者

泉井 桂  京都大学, 理学部, 助教授 (20025414)

研究期間 (年度) 1990 – 1991
研究課題ステータス 完了 (1991年度)
配分額 *注記
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1991年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1990年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードC4光合成 / プロテインキナ-ゼ / トウモロコシ / タンパク質のリン酸化 / ホスホエノ-ルピルビン酸カルボキシラ-ゼ / 光情報の伝達 / カルシウムイオン / 光情報 / C_4光合成 / タンパク貭のリン酸化 / リン酸化 / 光による活性調節
研究概要

C4光合成に関与するホスホエノ-ルピルビン酸カルボキシラ-ゼ(PEPC)は光合成の盛んな昼間はリン酸化を受けて活性化され、夜間は脱リン酸化されて低活性型に戻ることが知られている。本研究は、このリン酸化の光による調節の分子機構について手がかりを得ることを目的とする。我々は先にトウモロコシPEPCが動物のcAMP依存性プロテインキナ-ゼ(AーPK)によってもリン酸化を受けて同様に変化し、リン酸化部位はSerー15であることを報告した。次いでトウモロコシ由来のPK(MーPK)を部分精製し、これによるリン酸化部位もSerー15であることをペプチド化学的に明かにした。PEPCは夜間でも完全には脱リン酸化されないため、完全に脱リン酸化されていると予想されるリコンビナントPEPCを大腸菌を宿主として調製し、その性質を調べたが、夜間型とさほど違わなかった。このPEPCもリン酸化のよい基質となったが、収量が悪いため、以後は夜間型を用いた。MーPKの種々のPK阻害剤に対する感受性を調べた結果、カルシウム依存性キナ-ゼである可能性が示唆された。さらにCa^<2+>のキレ-タ-であるEGTAも強い阻害効果を示し、阻害はCa^<2+>により解除された。Ca^<2+>依存性は外国のグル-プによる実験では検出されなかったとの報告もあり、現時点では定説はなく、両者の相違の原因を今後明かにする必要がある。我々の知見によれば、MーPKはCa^<2+>によって活性が調節されることとなり、光シグナルは細胞内のCa^<2+>濃度を上昇させることによって伝達されるという可能性が示唆される。現在、MーPKの精製を行うとともにその構造を明かにするため、cDNAのクロ-ン化を進めている。

報告書

(3件)
  • 1991 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1990 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (10件)

  • [文献書誌] K.Terada: "Maize leaf phosphoenolpyruvate carboxylase:Phosphorylation of Ser-15 with a mammalian cyclic AMP-dependent protein kinase diminishes sensitivity to inhibition by malate" FEBS Lett.259. 241-244 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Yanagisawa: "Production of active phosphoenolpyruvate carboxylase of Zea mays in Escherichia coli encoded by a full-length cDNA" Agr.Biol.Chem.54. 241-243 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 泉井 桂: "C4光合成の炭酸固定酵素とその遺伝子" 化学と生物. 28. 714-722 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Ogawa: "A Ca^<2+>-dependent protein kinase phosphorylates phosphoenolpyruvate carboxylase in maize" FEBS Lett.(1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Terada, T. Kai, S. Okuno, H. Fujisawa & K. Izui: "Maize leaf phosphoenolpyruvate carboxylase : Phosphorylation of Ser-15 with a mammalian cyclic AMP-dependent protein kinase diminishes sensitivity to inhibition by malate" FEBS Lett.259. 241-244 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Yanagisawa & K. Izui: "Production of active phosphoenolpyruvate carboxylase of Zea mays in Escherichia coli encoded by a full-length cDNA" Agr. Biol. Chem.54. 241-243 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Izui: "The CO_2-fixation enzyme and its gene involved in the C4 photosynthesis ---Structure, regulation and evolution---" Kagaku to Seibutsu (in Japanese). 28. 714-722 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Ogawa, S. Okumura & K. Izui: "A Ca^<2+>-dependent protein kinase phosphorylates phosphoenolpyruvate carboxylase in maize" FEBS Lett.(1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 泉井 桂: "C4光合成の炭酸固定酵素とその遺伝子ー構造・調節・進化" 化学と生物. 28. 714-722 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] S.Okumura: "Effect of phosphorylation of maize phosphoenolpyruvate carboxylase produced in recombinant E.coli colls on kinetic properties"

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書

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公開日: 1990-04-01   更新日: 2016-04-21  

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