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本年度は、単細胞性のラン藻Synechococcus PCC7942の硝酸同化活性のアンモニアによる阻害におけるglnB遺伝子産物の役割について研究を行い、以下の成果を得た。
1.glnB欠損株、硝酸イオン能動輸送体(NRT)の活性調節ドメインを欠く変異株、およびそれらの二重変異株について、低濃度の硝酸イオンおよび亜硝酸イオンの取り込みに対するアンモニアの阻害効果を調べることにより、アンモニア存在下ではNRTと硝酸還元酵素の両方の活性がGlnBを介して抑制されることを明らかにした。
2.GlnBを欠損した株でもNRT活性がアンモニアにより部分的に阻害されること、およびGlnBとNRTの調節ドメインの両方を欠損することによってNRT活性がアンモニアの影響を受けなくなること、の2点を示し、NRTの活性調節ドメインとGlnBがそれぞれ独立にNRTの活性制御を行っていることを明らかにした。
3.GlnBのN末端から49番目のセリン残基は窒素栄養の変化に応じてリン酸化/脱リン酸化されるが、このセリン残基をアラニン、あるいはグルタミン酸に置換した変異型GlnBタンパク質をもつラン藻変異株でもアンモニアに応答した硝酸同化の制御が正常に起こることを示し、GlnBのリン酸化/脱リン酸化が硝酸同化の活性調節に直接の関連をもたないことを明らかにした。
4.in vitroでの研究から2-オキソグルタル酸(2OG)がGlnBのリン酸化を促進することが示されているので、細胞内2OG濃度の変化とin vivoでのGlnBのリン酸化度との関係を調べるため、ラン藻細胞内の2OG濃度を測定する系を構築した。
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