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らん藻CO_2ポンプの分子生物学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 12440228
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 植物生理
研究機関名古屋大学

研究代表者

小川 晃男  名古屋大学, 生物分子応答研究センター, 教授 (80087593)

研究分担者 小俣 達男  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (50175270)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
11,000千円 (直接経費: 11,000千円)
2002年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2001年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
2000年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
キーワードCO_2濃縮機構 / CO_2ポンプ / NADPHデヒドロゲナーゼ / HCO_3^-輸送体 / SbtA依存型 / Cmp依存型 / NdhD3依存型 / NdhD4依存型 / ndh遺伝子 / NAD(P)Hデヒドロゲナーゼ / らん藻 / sbtA / HCO_3^-輸送 / cmpA / cbbR / 変異株 / cmpオペロン
研究概要

CO_2濃縮機構で最も重要なCO_2ポンプには、NdhD3/NdhD4を含むNADPHデヒドロゲナーゼが必須である事を明らかにした。NdhD3依存型CO_2ポンプはCO_2に高い親和性を示し低CO_2濃度下で誘導されるのに対し、NdhD4依存型CO_2ポンプのCO_2に対する親和性は低く、その活性は培養に用いたCO_2濃度に依存しない事が判った。これまでの研究でcmpオペロンがHCO_3^-輸送体をコードする事を明らかにした。ndhD3,ndhD4およびcmpを不活性化させた変異株は低CO_2条件下においてはpH7.0では生育しないがpH9.0では生育した。この株をさらに変異処理を行いpH9.0/空気条件下でも生育しない変異株を単離し、変異遺伝子はslr1512である事を明らかにした。この遺伝子(sbtAと命名)を破壊した変異株はほとんどHCO_3^-輸送活性をもたず、さらにcmpを不活性化する事によりHCO_3^-輸送活性は完全に無くなった。この結果、sbtAは新たなHCO_3^-輸送体をコードする事が明らかになった。また、SbtA依存型HCO_3^-輸送はNa^+を要求した。抗SbtA抗体を作製し、単離したチラコイド膜と細胞質膜についてWestern分析を行った結果、SbtAは細胞質膜に局在する事が判った。また、免疫沈降によって分子量約1万のタンパクがSbtAと共沈する事を見い出し、このタンパクのアミノ酸配列を決めた結果slr1512の下流に存在するslr1513(sbtBと命名)がコードするタンパクである事が明らかになった。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (40件)

  • [文献書誌] Ohkawa, H., Price, G.D., Badger, M.R., Ogawa, T.: "Mutation of ndh genes leads to inhibition of CO_2 uptake rather than HCO_3^-uptake in Synechocystis sp. strain PCC6803"J. Bacteriol.. 182. 2591-2596 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ohkawa, H., Pakrasi, H.B., Ogawa, T.: "Two types of functionally distinct NAD(P)H dehydrogenases in Synechocystis sp. strain PCC6803"J. Biol. Chem. 275. 31630-31634 (2000)

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  • [文献書誌] Maeda, S., Price, G.D., Badger, M.R, Enomoto, C, Omata, T.: "Bicarbonate binding activity of the CmpA protein of the cyanobacterium Synechococcus sp. PCC 7942 involved in active transport of bicarbonate"J. Biol. Chem. 275. 20551-20555 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tchernov, D., Helman, Y, Keren, N., Luz, B., Ohad, V, Reinhold, L., Ogmwa, T., Kaplan, A.: "Passive entry of CO_2 and its intracellular conversion to HCO_3^-in cyanobacteria are driven by a photosystem I-generated ΔμH^+"J. Biol Chem.. 276. 23450-23455 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ohkawa, H., Sonoda, M., Shibata, M., Ogawa, T.: "Localization of NAD(P)H dehydrogenase in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803"J. Bacteriol.. 183. 4938-4939 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shibata, M., Ohkawa, H., Kaneko, T., Fukuzawa, H., Tabata, S., Kaplan, A., Ogawa, T.: "Distinct constitutive and low CO_2-induced CO_2 uptake systems in cyanobacteria : Genes involved and their phylogenetic relationship with homologous genes in other organisms"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 98. 11789-11794 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shibata, M., Ohkawa, H., Katoh, H., Shimoyama, M., Ogawa T.: "Two CO_2 uptake systems in cyanobacteria : four systems for inorganic carbon acquisition in Synechocystis sp. strain PCC 6803"Funct. Plant Biol.. 29. 123-129 (2002)

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  • [文献書誌] Ohkawa, H., Sonoda, M., Hagino.N., Shibata.M., Pakrasi, H.B., Ogawa, T.: "Functionaly distinct NAD(P)H dehydrogenases and their membrane localization in Synechocystis sp. PCC 6803"Funct. Plant Biol. 29: 195-200.. 29. 195-200 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shibata, M., Katoh, H., Sonoda, M., Ohkawa, H, Shimoyama.M., Fukuzawa, H., Kaplan, A., Ogawa, T.: "Genes essential to sodium-dependent bicarbonate transport in cyanobacteria : Function and phylogenetic analysis"J. Biol. Chem.. 277. 18658-18664 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ogawa, T., Kaplan, A.: "Inorganic carbon acquisition systems in cyanobactera"Photosyn. Res.. (in press). (2003)

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  • [文献書誌] Ohkawa, H., Price, G.D., Badger, M.R.and Ogawa, T.: "Mutation of ndh genes leads to inhibition of CO_2 uptake rather than HCO_3^- uptake in Synechocystis sp.strain PCC6803"J.Bacteriol.. 182. 2591-2596 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ohkawa, H., Pakrasi, H.B.and Ogawa, T.: "Two types of functionally distinct NAD(P)H dehydrogenases in Synechocystis sp.strain PCC6803"J.Biol.Chem. 275. 31630-31634 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Maeda, S., Price, G.D., Badger, M.R., Enomoto, C.and Omata, T.: "Bicarbo-nate binding activity of the CmpA protein of the cyanobacterium Syne-chococcus sp.PCC 7942 involved in active transport of bicarbonate"J.Biol.Chem. 275. 20551-20555 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tchernov, D., Helman, Y., Keren, N., Luz, B., Ohad, I., Reinhold, L., Ogawa, T.and Kaplan, A.: "Passive entry of CO_2 and its intracellular conversion to HCO_3^- in cyanobacteria are driven by a photosystem I-generated ΔμH^+"J.Biol.Chem.. 276. 23450-23455 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ohkawa, H., Sonoda, M., Shibata, M.and Ogawa, T.: "Localization of NAD(P)H dehydrogenase in the cyanobacterium Synechocystis sp.PCC 6803"J.Bacteriol.. 183. 4938-4939 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shibata, M., Ohkawa, H., Kaneko, T., Fukuzawa, H., Tabata, S., Kaplan, A.and Ogawa, T.: "Distinct constitutive and low CO_2-induced CO_2 uptake systems in cyanobacteria : Genes involved and their phylogenetic relationship with homologous genes in other organisms"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 98. 11789-11794 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shibata, M., Ohkawa, H., Katoh, H., Shimoyama, M.and Ogawa, T.: "Two CO_2 uptake systems in cyanobacteria : four systems for inorganic carbon acquisition in Synechocystis sp.strain PCC 6803"Funct.Plant Btol.. 29. 123-129 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ohkawa, H., Sonoda, M., Hagino, N., Shibata,M., Pakrasi, H.B.and Ogawa, T.: "Functionaly distinct NAD(P)H dehydrogenases and their membrane localization in Synechocystis sp.PCC 6803"Funct.Plant Biol.. 29. 195-200 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shibata, M., Katoh, H., Sonoda, M., Ohkawa, H., Shimoyama, M., Fukuzawa, H., Kaplan, A.and Ogawa, T.: "Genes essential to sodium-dependent bicarbonate transport in cyanobacteria : Function and phylogenetic analysis"J.Biol.Chem.. 277. 18658-18664 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ogawa, T.and Kaplan, A.: "Inorganic carbon acquisition systems in cyano-bactera"Photosyn.Res.. In press. (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ohkawa, H., Price, G.D., Badger, M.R.Ogawa, T.: "Mutation of ndh genes leads to inhibition of CO_2 uptake rather than HCO_3^-uptake in Synechocystis sp. strain PCC6803"J. Bacteriol.. 182. 2591-2596 (2000)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Ohkawa, H., Pakrasi, H.B., Ogawa, T.: "Two types of functionally distinct NAD(P)H dehydrogenases in Synechocystis sp. strain PCC6803"J. Biol. Chem. 275. 31630-31634 (2000)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Maeda, S., Price, G.D., Badger, M.R., Enomoto, C., Omata, T.: "Bicarbonate binding activity of the CmpA protein of the cyanobacterium Synechococcus sp. PCC 7942 involved in active transport of bicarbonate"J. Biol. Chem. 275. 20551-20555 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Tohernov, D., Helman, Y., Keren, N., Luz, B., Ohad, I., Reinhold, L., Ogawa, T., Kaplan, A.: "Passive entry of CO_2 and its intracellular conversion to HCO_3^-in cyanobacteria are driven by a photosystem I-generated ΔμH^+"J. Biol. Chem.. 276. 23450-23455 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Ohkawa, H., Sonoda, M., Shibata, M., Ogawa, T.: "Localization of NAD(P)H dehydrogenase in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803"J. Bacteriol.. 183. 4938-4939 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Shibata, M., Ohkawa, H., Kaneko, T., Fukuzawa, H., Tabata, S., Kaplan, A., Ogawa, T.: "Distinct constitutive and low CO_2-induced CO_2 uptake systems in cyanobacteria : Genes involved and their phylogenetic relationship with homologous genes in other organisms"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 98. 11789-11794 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Shibata, M., Ohkawa, H., Katoh, H., Shimoyama, M., Ogawa T.: "Two CO_2 uptake systems in cyanobacteria : four systems for inorganic carbon acquisition in Synechocystis sp. strain PCC 6803"Funct. Plant Biol.. 29. 123-129 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Ohkawa, H., Sonoda, M., Hagino, N., Shibata, M., Pakrasi, H.B., Ogawa, T.: "Functionaly distinct NAD(P)H dehydrogenases and their membrane localization in Synechocystis sp. PCC 6803"Funct. Plant Biol.. 29. 195-200 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Shibata, M., Katoh, H., Sonoda, M., Ohkawa, H., Shimoyama, M., Fukuzawa, H., Kaplan, A., Ogawa, T.: "Genes essential to sodium-dependent bicarbonate transport in cyanobacteria : Function and phylogenetic analysis"J. Biol. Chem.. 277. 18658-18664 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Ogawa, T., Kaplan, A.: "Inorganic carbon acquisition systems in cyanobactera"Photosyn. Res.. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Shibata, M., Ohkawa, H., Kaneko, T., Fukuzawa, H., Tabata, S., Kaplan, A., Ogawa, T.: "Distinct constitutive and low CO_2-induced CO_2 uptake systems in cyanobacteria: Genes involved and their phylogenetic relationship with homologous genes in other organisms"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 98. 11789-11794 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Ohkawa, H., Sonoda, M., Shibata, M., Ogawa, T.: "Localization of NAD(P)H dehydrogenase in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803. 183: 4938-4939"J. Bacteriol.. 183. 4938-4939 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Tchernov, D., Helman, Y., Keren, N., Luz, B., Ohad, I., Reinhold, L., Ogawa, T., Kaplan, A.: "Passive entry of CO_2 and its intracellular conversion to HCO_3^- in cyanobacteria are driven by a photosystem I- generated ΔμH^+"J. Biol. Chem.. 276. 23450-23455 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Omata T, Gohta S, Takahashi Y, Harano Y, Maeda S.: "Involvement of a CbbR homolog in low CO_2-induced activation of the bicarbonate transporter operon in cyanobacteria"J.Bacteriol.. 183. 1891-1898 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Maeda S, Price GD, Badger MR, Enomoto C, Omata T.: "Bicarbonate binding activity of the CmpA protein of the cyanobacterium Synechococcus sp. strain PCC 7942 involved in active transport of bicarbonate"J. Biol. Chem.. 275. 20551-20555 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Ohkawa,H.,Price,G.D.,Badger,M.R.and Ogawa,T.: "Mutation of ndh Genes Leads to Inhibition to CO_2 Uptake Rather Than HCO_3^- Uptake in Synechocystis sp. Strain PCC6803."Journal of Bacteriology. 182. 2591-2596 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Ohkawa,H.,Pakrasi,H.B.and Ogawa,T.: "Two Types of functionally distinct NAD(P)H dehydrogenases in Synechocystis sp. Strain PCC6803."The Journal of Biological Chemistry. 275. 31630-31634 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Maeda,S.,Price,G.D.,Badger,M.R.,Enomoto,C.,Omata,T.: "Bicarbonate-binding activity of the CmpA protein of the cyanobacterium Synechococcus sp. strain PCC 7942 involved in active transport of bicarbonate."The Journal of Biological Chemistry. 275. 20551-20555 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Katoh,H.,Grossman,A.R.,Hagino,N.and Ogawa,T.: "A gene of Synechocystis sp. Strain PCC6803 encoding novel iron transporter."Journal of Bacteriology. 182. 6523-6524 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Katoh,H.,Hagino,N.,Grossman,A.R.,and Ogawa,T.: "Genes essential to iron transport in the cyanobacterium Synechocystis sp. Strain PCC6803"Journal of Bacteriology. 186(印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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