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脊椎動物、無脊椎動物、バクテリアではNO合成酵素(NOS)が存在し、様々な生理作用に関与していることが明らかになっている。ところが、植物の酵素的NO生成機構は未だ意見の一致を見ていない。哺乳類型NOSが発見されて以来、植物でも動物の系と同様な酵素が存在することが期待され、NOS遺伝子及びタンパクの同定が試みられてきた。しかし、ゲノムプロジェクトの概要が終了したモデル植物(アラビドプシス)ゲノムからもNOS様配列は確認できなかった。我々は、数年来、植物NOSプロジェクトとは独立に別の可能性を検討し、全く異なった機構からなるAlternative NO production pathwayを提唱してきた。無機窒素をアミノ酸等の有機窒素変換する窒素同化は、光合成と並んで植物の重要な代謝である。我々は、窒素同化系の鍵酵素である硝酸還元酵素(NR)がNO生成を触媒することを世界で初めて証明した。通常、NRはNAD(P)Hを電子供与体として硝酸を亜硝酸へと還元する。ところが、NRが通常の反応生成物である亜硝酸を基質とした時にNOを生成することを、in vitro系で実証した。また、単細胞緑藻のクラミドモナス野生株に亜硝酸を加えた時にも、顕著なin vivoでのNO生成が観察された。一方、NR欠損株ではNO生成は全く起こらなかった。これらの結果は、植物にはNOSとは異なる、NR依存性のNO生成経路が存在することを示している。
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