| 研究概要 |
窒素固定活性制抑について,DNAレベル,蛋白合成レベル,蛋白レベルについて解析をこころみた。(1)DNAレベル:ラン藻には窒系固定酵素をコ-ドする遺伝子nif H,D,KのDNA上における配列が,非窒素固定条件ではExcisionによってはなれており,窒素固定条件におかれるとExcisionが切り出されnif H,DKがクラスタ-を形成することで発現が可能になる種が報告されている。本ラン藻の窒素固定酵素を発現している細胞及び発現していない細胞からDNAを単離し、本研究補助金で購入したDNA解析システムを用いてnif・H,D,K遺伝子部分の制限酵素地図を作成した結果,nif H,D,Kは遺伝子が発現している条件でも発限していない条件でもクラスタ-を形成してDNA上に存在することが明かになり、Excisionの存在と切り出しによる発現制御はないことが示された。(2)蛋白合成レベル:本ラン藻は無窒素培地で生育させると窒素固定酸素が合成されるが,尿素を窒素源として生育させた細胞では窒素固定酵素は全く合成されなかった。従って窒素固定活性制抑には蛋白合成(翻訳又は転写段階)段階が関与していることが考えられた。(3)蛋白レベル:本ラン藻をNO_3^-又は低濃度のNH_3^+を窒素源として生育させると,窒素固定酵素は合成されるが酵素活性は見られなかった。この活性を持たない窒素固定酵素はその鉄蛋白(dinitrogenaseーreductase)のサブユニットのSDSーPAGE上のみかけの分子量が酵素活性を持つ蛋白より約5KDa大きかった。又この分子量の大きな蛋白は,細胞を暗処理したり,窒素源を与えたり,高濃度の酸素にさらすことにより酵素活性を失活させることでも出現し,不活性型蛋白ではないかと考えられた。この結果は,本ラン藻の窒素固定活性制御にバクテリアの酵素で報告されているような酵素蛋白の転写後修飾が関与している可能性を示している。
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