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本研究では、クロロフィル（Chl）代謝経路の中で唯一、未同定である酵素Mg-dechelatase（MDC）を決定することを、目標とする。本年度は、昨年度に実施したスクリーニングにより得られたMDC候補遺伝子について、解析を行った。具体的には、1）シロイヌナズナにおいてMDC候補遺伝子の形質転換体を遺伝学、生化学、生理学的手法により調べた。2）in vitroにおいてMDC候補遺伝子のMDC活性を調べた。
1）については、MDC候補遺伝子を過剰発現したところ、plae greenやalbinoの表現型を示した。Chl代謝変異体を用いたエピスタシス解析を行ったところ、MDC候補遺伝子は、Chl aからPheophytin aの変換するステップに関与していることが示唆された。MDC候補遺伝子を薬剤誘導系で一過的過剰発現すると、葉の黄化が誘導された。Chl量が減少すると同時に、Pheophytin aの蓄積レベルが増加した。また、Chl分解と並行して、光化学系IとIIの構成タンパク質が分解された。このとき、イオン漏出しておらず、細胞死は起きていなかった。
2）については、MDC候補遺伝子の組み換えタンパク質を各種発現系により試みた結果、コムギ無細胞系により組み換えタンパク質を発現することに成功した。MDC候補遺伝子の組み換えタンパク質のMDC活性を調べたところ、このタンパク質はChl aからMgを脱離してPheophytin aに変換するMDC活性を持っていた。
これらの結果から、本研究ではクロロフィル代謝で最後の未同定遺伝子MDCを同定することに成功した。
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