イネの紫外線抵抗性と感受性品種間におけるピリミジンダイマー光修復酵素の構造の違い

以下に平成13年度の課題とその成果について記す。(1)紫外線抵抗性イネ品種(ササニシキ)からの光修復酵素遺伝子の単離---イネ紫外線抵抗性品種ササニシキのcDNAから、光修復酵素をコードする遺伝子のクローニングに世界で初めて成功し、光修復酵素遺伝子の全塩基配列、並びに推定アミノ酸配列を決定した(投稿準備中)。また獲得した遺伝子を、光修復活性を欠損している大腸菌を用いて、GST-fusion系で大量発現させてタンパク質を精製したところ、シクロブタン型ピリミジンダイマーを特異的に修復する活性を有していることを確認した。なお、本研究成果については、現在特許出願中(特願2001-320138)である。(2)紫外線抵抗性・感受性イネ品種間での、光修複酵素遺伝子のアミノ酸配列の比較と変異部位の決定---抵抗性品種ササニシキとササシグレ、および感受性品種農林1号とハツニシキ4品種の光修復酵素遺伝子の配列をダイレクトシークエンス法により決定し、推定アミノ酸配列を比較した。その結果、抵抗性の2品種は、126番目のアミノ酸残基がグルタミン、感受性の2品種ではアルギニンであることが分かり、この1アミノ酸の違いから酵素活性に違いが生じている可能性が考えられた。また、現在インド型品種で紫外線抵抗性の異なるイネ品種Marich-bati(抵抗性)とSurjamkhi(感受性)の光修復酵素遺伝子の塩基配列の比較を行っている。(3)抵抗性品種ササニシキ、および感受性品種農林1号の、光修複酵素の特性について---ササニシキからクローニングした遺伝子を、GST-fusion系で大量発現させてタンパク質を精製し、その遺伝子産物の酵素的性質を調べた。本酵素の吸収スペクトル、および蛍光スペクトルを測定した結果、本酵素が持つ2つの光受容体の一つはFADであることがわかった。なお、もう一つの光受容体の同定はできなかった。現在、農林1号からクローニングした遺伝子の遺伝子産物の精製を行っており、精製され次第、光受容体の同定、および酵素活性の比較を行う予定である。

以下に平成13年度の課題とその成果について記す。(1)紫外線抵抗性イネ品種(ササニシキ)からの光修復酵素遺伝子の単離---イネ紫外線抵抗性品種ササニシキのcDNAから、光修復酵素をコードする遺伝子のクローニングに世界で初めて成功し、光修復酵素遺伝子の全塩基配列、並びに推定アミノ酸配列を決定した(投稿準備中)。また獲得した遺伝子を、光修復活性を欠損している大腸菌を用いて、GST-fusion系で大量発現させてタンパク質を精製したところ、シクロブタン型ピリミジンダイマーを特異的に修復する活性を有していることを確認した。なお、本研究成果については、現在特許出願中(特願2001-320138)である。(2)紫外線抵抗性・感受性イネ品種間での、光修複酵素遺伝子のアミノ酸配列の比較と変異部位の決定---抵抗性品種ササニシキとササシグレ、および感受性品種農林1号とハツニシキ4品種の光修復酵素遺伝子の配列をダイレクトシークエンス法により決定し、推定アミノ酸配列を比較した。その結果、抵抗性の2品種は、126番目のアミノ酸残基がグルタミン、感受性の2品種ではアルギニンであることが分かり、この1アミノ酸の違いから酵素活性に違いが生じている可能性が考えられた。また、現在インド型品種で紫外線抵抗性の異なるイネ品種Marich-bati(抵抗性)とSurjamkhi(感受性)の光修復酵素遺伝子の塩基配列の比較を行っている。(3)抵抗性品種ササニシキ、および感受性品種農林1号の、光修複酵素の特性について---ササニシキからクローニングした遺伝子を、GST-fusion系で大量発現させてタンパク質を精製し、その遺伝子産物の酵素的性質を調べた。本酵素の吸収スペクトル、および蛍光スペクトルを測定した結果、本酵素が持つ2つの光受容体の一つはFADであることがわかった。なお、もう一つの光受容体の同定はできなかった。現在、農林1号からクローニングした遺伝子の遺伝子産物の精製を行っており、精製され次第、光受容体の同定、および酵素活性の比較を行う予定である。