亜鉛バワテリオクロロフィルを持つ光合成細菌のポルフィリン環への亜鉛配位機構の解析

叶绿素锌与光合细菌卟啉环的锌配位机制分析

• 批准号: 10740367
• 负责人: 増田 建
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10740367/
• 关键词: 光合成; クロロフィル; 酸性環境; マグネシウム; 亜鉛; 金属配位酵素; 好酸性細菌; Acidiphilium; バクテリオクロロフィル; Mg-キラターゼ; Acidiphilium rubrum; 液体クロマトグラフィー

最近,Znを含むバクテリオクロロフィル(Zn-Bchl)を主要な光合成色素として産生する好気好酸性光合成細菌Acidiphilium rubrumが発見された。A.rubrumは培養液の酸性度に応じてZn-Bchlの割合を増加させることから、光合成の酸性環境への適応のために、酸に安定なZn-Bchlを産生していることを見出した。またA.rubrumにおけるZn-Bchlの生合成系について、A.rubrumよりポルフィリン環へのMg^<2+>の配位を触媒するMg-キラターゼの相同遺伝子(bchl,H,D)を単離し、その金属特異性について解析を行った。その結果,A.rubrumのゲノム上にも,Rhodobacterと似た構造の光合成遺伝子クラスターが存在し,このクラスター上に1セットのI,D,Hサブユニットに相同な遺伝子が存在することを明らかにした。これらの遺伝子はRba.capsulatusのbchI,bchD,bchHの各挿入変異株を全て相補することが出来,さらに得られた相補株ではBchl aのみを蓄積していた。また,A.rubrum細胞中に蓄積しているポルフィリン中間体を調べたところ,Mg-プロトポルフィリンIX(Proto)モノメチルエステル(ME)の蓄積は認められたが,Zn-ProtoおよびZn-Proto MEは全く検出出来なかった。以上のことから,A.rubrumではMg-ケラターゼがProtoにMgを配位後,Znに置換することでZn-Bchlを合成していることを明らかにした。さらに、A.rubrum細胞中にはMg-Proto MEからMgが脱離したと考えられるProto MEが多量に蓄積していた。従って,A.rubrumではMg-Proto MEからMgが脱離後,これにZnが配位することで,Zn-Bchlが合成されることが推察される。

Recently, Acidiphilum rubrum, a good acid photosynthetic bacterium, has been discovered as a main photosynthetic pigment produced by Zn-Bchl. A. The acidity of rubrum culture medium increases the concentration of Zn-Bchl and the acidity of photosynthesis increases the concentration of Zn-Bchl and increases the concentration of Zn-Bchl. A.rubrum is a catalyst for the synthesis of Zn-Bchl and the coordination of Mg^<2+> to Mg-Bchl. A.rubrum is a catalyst for the separation of Mg-Bchl,H,D, and the analysis of metal-specific compounds. As a result,A.rubrum has the same structure as Rhodobacter, and the same structure as Rhodobacter exists. All the different plants in Rba.capsulatus bchI,bchD,bchH complement each other and accumulate in Rba. capsulatus bchI, bchD, bchH. A.rubrum cells accumulate in the presence of Zn-Proto-ME, Mg-Proto-IX(Proto),Zn-Proto-ME, and Zn-Proto-ME, which are all found in the cells. A.rubrum is a complex of Mg and Zn. A.rubrum cells contain Mg-Proto-ME and Mg-Proto-ME is accumulated in large quantities. A.rubrum is a complex of Zn and Zn. A. rubrum is a complex of Zn and Zn.

项目成果

増田 建 等: "光合成生物におけるクロロフィル・ヘム合成系の金属配位酵素"蛋白質 ・ 核酸 ・ 酵素. 45・4. (2000)

Ken Masuda 等：“光合生物中叶绿素-血红素合成系统的金属配位酶”蛋白质、核酸和酶（2000 年）。

Suzuki T.et al.: "Overexpression,enzymatic properties and tissue localization of a ferrochelatase of cucumber"Plant and Cell Physiology. 41・2. (2000)

Suzuki T.等：“黄瓜亚铁螯合酶的过度表达、酶特性和组织定位”植物和细胞生理学41・2。

Masuda T.et al.: "Magnesium insertion by magnesium chelatase in the biosynthesis of zinc bacteriochlorophyl a in an aerobic acidophilic bacterium Acidiphilium rubrum"The Journal of Biological Chemistry. 274・47. 33594-33600 (1999)

Masuda T.等人：“需氧嗜酸性细菌Acidiphilium rubrum中锌细菌叶绿素a的生物合成中镁螯合酶的插入”《生物化学杂志》274·47（1999）。

Masuda T.et al.: "Photosynthesis : Mechanisms and Effects"Kluwer Academic Publishers. 4 (1998)

Masuda T.等人：“光合作用：机制和效果”Kluwer 学术出版社。