| 研究課題/領域番号 |
14390030
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
広領域
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
泉井 桂 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (20025414)
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| 研究分担者 |
古本 強 京都大学, 生命科学研究科, 助手 (30313208)
久掘 徹 東京工業大学, 資源化学研究所, 助教授 (40181094)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2004
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| キーワード | ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(PEPC) / PEPCプロテインキナーゼ / C4光合成 / リン酸化による活性調節 / 組換え体酵素 / ユビキチン / プロテアソーム系 / 形質転換植物 / フラヴェリア |
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| 研究概要 |
C4光合成の初期炭酸固定をおこなうホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(以下PEPC)は、アロステリックな調節に加えて可逆的リン酸化による活性調節を受ける。このリン酸化には主としてPEPCのみを基質とするプロテインキナーゼ(PEPCk)が関与する。我々は世界で初めてC4光合成に関与するPEPCkのcDNAを、C4モデル植物のFlaveria trinerviaからクローニングすることに成功したので、これを用いて本酵素の調節機構および生理的意義に関する研究をおこない、下記の成果を得た。
1)F.trinerviaにおけるPEPCk遺伝子はゲノム上に少なくとも3つ存在し、発現解析からC4光合成に関与するものは一つであることがわかった。
2)PEPCkの組換え体酵素(FtPEPCkと略)の調製に成功し、その酵素学的な性質を明らかにした。以前にトウモロコシPEPCkについて報告したように、FtPEPCkもRedox調節を受けることを示し、ジスルフィド結合の生成に関与するシステイン残基について知見を得た。
3)PEPC-kによるPEPCの特異的認識機構およびリン酸化によるPEPCの活性化機構について、PEPCへの変異導入実験によって新規の知見を得た。
4)トウモロコシのプロトプラストにおける一過的発現系を用いて、PEPCkの速やかな分解を証明し、ユビキチン/26Sプロテアソーム系の関与を示した。
5)PEPCkのC4光合成における生理的意義を評価するために、形質転換可能なC4植物であるF.bidentisを用いて、PEPCkの発現をアンチセンス法によって抑制することを試みた。その結果、PEPCのリン酸化程度が非常に低下したは形質転換体を得ることに成功した。遺伝学的にホモとなった後代が得られ次第、光合成能の測定などを行う予定である。
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