植物葉緑体でのモノデヒドロアスコルビン酸レダクターゼによるアスコルビン酸再生

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12780479
• Research Institution: Kyoto Prefectural University
• Principal Investigator: 佐野 智 京都府立大学, 農学部, 助手 (10311911)
• Keywords: アスコルビン酸 / モノデヒドロアスコルビン酸 / モノデヒドロアスコルビン酸レダクターゼ / 葉緑体 / タバコ / シロイヌナズナ / 形質転換植物

Research Abstract

(1)ホウレンソウ葉緑体型モノデヒドロアスコルビン酸レダクターゼ(MDAR)の大腸菌での発現
前年度、ホウレンソウ葉緑体型MDARのN末端アミノ酸配列を元にしたスクリーニングでcDNAを得た。大腸菌にこのcDNAのコードするタンパク質を合成させ、その性質から目的のcDNAであるか検討した。組換えタンパク質はMDAR活性を有しており、SDS-PAGEで植物からの精製酵素と同じ挙動を示し、抗MDAR抗体と反応した。基質特異性や阻害剤の効果についても既知のMDARと似た性質を示した。
(2)ホウレンソウ葉緑体型MDAR cDNAによるタバコの形質転換
アグロバクテリウム法でホウレンソウ葉緑体型MDAR cDNAをタバコに導入したところ、センス方向に組み込んだもの(S)が4個体、アンチセンス方向に組み込んだもの(A)が1個体得られた。当代の粗抽出液のMDAR比活性はSの2個体で非形質転換体(WT)の5倍以上に上昇していた。新鮮重当たりのアスコルビン酸量はすべてのSでWTよりも低く、逆にAでは高かった。活性酸素発生剤のパラコートに対する耐性は、S、A共にWTとの差は見られなかった。葉緑体中のMDAR量が変動し、アスコルビン酸再生能が変化しても、それと相補的にアスコルビン酸合成が調整され、ストレス耐性には影響しなかったと思われる。
(3)シロイヌナズナのオルガネラ型MDAR遺伝子破壊株
前年度、シロイヌナズナでは葉緑体とミトコンドリアに局在するMDARが1つの遺伝子にコードしていることを明らかにすると同時に、かずさDNA研究所のシロイヌナズナタグライン共同システムを利用してこの遺伝子の破壊株を得た。しかし、発芽率が非常に低く、分析に必要な量の植物体を得るのは困難であった。これは、発芽時の盛んな呼吸に伴って発生する活性酸素が十分消去できないためであると考えられる。

Research Products

• [Publications] S Sano, Y Endo, T Inaba, Md A Hossain, K Saito: "Chloroplastic monodehydroascorbate radical redutase from spinach"PS2001 Proceedings 12th International Congress on Photosynthesis. S36-016 (2001)