Construction of cyanobacterial mutant strains which lack a specific subunit of photo system I and the characterization of their photosynthetic properties.

缺乏光系统I特定亚基的蓝藻突变株的构建及其光合特性的表征。

基本信息

  • 批准号:
    06640832
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.34万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1994
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1994 至 1995
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Photosystem I (PSI) is a multisubunit pigment-protein complex that consists of more than 10 different polypeptides (from PsaA to PsaM) and catalyzes light-driven electron transfer from cytochrome c_6/plastocyanin to ferredoxin. In this study, we have generated the first PsaK-deficient mutant strains of Synechocystis sp.PCC 6803 byogene-targeting in order to identify roles of PsaK in PSI function and organization. Nothing is known about the function of PsaK.DNA fragment containing psaK was amplified from the Synechocystis sp.PCC 6803 genomic DNA by PCR with using nucleotide primers made according the sequence information for psaK which was obtained from Cyanobase, the database on the genome of Synechocystis sp.PCC 6803. The PCR fragment was then cloned into pGEM-T vector. A mutant strain lacking PsaK was generated by transforming the wild type cells with cloned DNA in which psaK gene was interrupted by a gene conferring resistance to kanamycin. Northern blot analysis and SDS polyacrylamide gel electrophoresis revealed that the mutant strain lacked both the transcript and translation products of psaK.The amount of chlorophyll and phycobilisome per cell basis was reduced, suggesting the involvement of PsaK with the binding of those pigments. However, photoautotrophic growth and photosynthetic characteristics of the mutant strain were similar to those of the wild type.The mutational studies have shown that mutants lacking one (or two) of the accessory subunits of PSI photosynthesize as actively as the wild type. The accessory subunits of PSI do not bind any redox-active cnfactors like PsaA,PsaB and PsaC.In order to find physiological importance of these accessory subunit, we compared phenotypes of the mutant strains with that of the wild type under various stress conditions. We have obtained some evidences which demonstrate that PsaD and PsaE are important for the protection of cyanobacterial cells from photoinhibition and heat-damage.
光系统I(Photosystem I,PSI)是一种多亚基的色素蛋白复合物,由10多种不同的多肽(PsaA到PsaM)组成,催化光驱动的电子从细胞色素c_6/质体蓝蛋白到铁氧还蛋白的传递。在这项研究中,我们已经产生了集胞藻PCC 6803的第一个PsaK缺陷突变株byogene-targeting,以确定PSI功能和组织中的PsaK的作用。PsaK的功能尚不清楚。使用根据从集胞藻PCC 6803基因组数据库Cyanobase获得的psaK的序列信息制备的核苷酸引物,通过PCR从集胞藻PCC 6803基因组DNA扩增含有psaK的DNA片段。将PCR片段克隆到pGEM-T载体上。通过用克隆的DNA转化野生型细胞来产生缺乏PsaK的突变菌株,其中psaK基因被赋予卡那霉素抗性的基因中断。北方印迹分析和SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳结果表明,突变株缺乏psaK的转录和翻译产物,单位细胞基础上的叶绿素和藻胆体数量减少,表明PsaK参与了这些色素的结合。突变体的光合自养生长和光合特性与野生型相似,突变研究表明,缺少一个(或两个)PSI辅助亚基的突变体的光合作用与野生型一样活跃。PSI的辅助亚基不结合任何氧化还原活性因子,如PsaA,PsaB和PsaC。为了发现这些辅助亚基的生理意义,我们比较了突变株和野生型在各种胁迫条件下的表型。我们已经获得了一些证据表明,PsaD和PsaE是重要的保护蓝藻细胞免受光抑制和热损伤。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Hitoshi Nakamoto: "Targeted inactivation of the gene psaI encoding a subunit of photosystem I of the cyanobacterium Synechocystis sp.PCC 6803" Plant & Cell Physiology. Vol.36. 1579-1587 (1995)
Hitoshi Nakamoto:“编码蓝藻集胞藻属 sp.PCC 6803 光系统 I 亚基的基因 psaI 的定向失活”植物
  • DOI:
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    0
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Hitoshi Nakamoto: "Some studies with mutant strains in which specific genes encoding subunits of photosystem I were inactivated" Photosynthesis : from Light to Biosphere (P.Mathis ed.), Kluwer Academic Publishers. Vol.III. 513-516 (1996)
Hitoshi Nakamoto:“一些突变菌株的研究,其中编码光系统 I 亚基的特定基因被失活”《光合作用:从光到生物圈》(P.Mathis 编辑),Kluwer 学术出版社。
  • DOI:
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
仲本準: "Targeted Inactivation of the Gene psaI Encoding a Subunit of Photosystem I of the Cyanobacterium Synechocystis sp.PCC 6803" PLANT AND CELL PHYSIOLOGY. 36. 1579-1587 (1995)
Jun Nakamoto:“编码蓝细菌集胞蓝藻 PCC 6803 光系统 I 亚基的基因 psaI 的靶向失活”植物和细胞生理学 36。1579-1587 (1995)。
  • DOI:
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    0
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仲本準: "Some studies with mutant strains in which specific genes encoding subunits of photosystem I were inactivated" PHOTOSYNTHESIS : FROM LIGHT TO BIOSPHERE (P.MATHIS,ED.) KLUWER ACADEMIC PUBLISHERS. 3. 513-516 (1996)
Jun Nakamoto:“一些突变菌株的研究,其中编码光系统 I 亚基的特定基因被失活”《光合成:从光到生物圈》(P.MATHIS,ED.)KLUWER 学术出版社 3. 513-516(1996)。
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Hitoshi Nakamoto and Toyoko Suzuki: "Cloning, characterization and transcriptional studies of ferredoxin genes from the mesophilic cyanobacterium Synechocystis sp.PCC 6803 and thermophilic cyano-bacterium Synechococcus vulcanus" Physiologia Plantarum. (in
Hitoshi Nakamoto 和 Toyoko Suzuki:“嗜温蓝细菌集胞藻属 sp.PCC 6803 和嗜热蓝细菌集胞藻中铁氧还蛋白基因的克隆、表征和转录​​研究”Physiologia Plantarum。
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知道了