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葉緑体のチラコイド膜に含まれる脂質のうちの50%近くはmonogalactosyl-diacylglycerol(MGDG)と呼ばれる葉緑体に特徴的な糖脂質である。MGDGは、葉緑体の包膜でMGDG合成酵素と呼ばれる糖転移酵素によりdiacylglycerolとUDP-galactoseを基質として生合成される。本研究では、チラコイド膜の構築のメカニズムを、これまで研究が全くなされていなかった膜脂質構築の観点から新たに解析し、1.チラコイド膜構築時におけるMGDG合成酵素の制御メカニズムの解明、2.チラコイド膜糖脂質が果たす生理的役割の解明、の2点を主な目的として研究を行った。
結果
1.キュウリ子葉の葉緑体形成時におけるMGDG合成酵素mRNAの発現をRNAase protection assay法で解析し、MGDG合成酵素のmRNAの発現レベルが光に呼応して一過的に増大することを見いだした。またキュウリゲノム遺伝子ライブラリから、MGDG合成酵素のゲノム遺伝子を単離し、転写開始点の5‘上流域の遺伝子構造の解析を行った。
2.MGDG合成酵素はその活性発現においてホスファチジン酸等の酸性膜脂質の存在が不可欠である。そこで、MGDG合成酵素を大腸菌で発現させ、酸性膜脂質による活性化機構の生化学的解析を行うため、大腸菌で発現させたMGDG合成酵素の精製法を確立した。
3.植物における糖脂質の機能を、糖脂質の含量を人為的に転換した形質転換植物を用いて明らかにするため、形質転換が容易なモデル植物であるシロイヌナズナ、タバコよりMGDG合成酵素を新たにクローニングした。
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