光シグナルによって抑制されるpsbA遺伝子の発現ー光化学系II反応中心サブユニットD1タンパク質にみられる転写後の制御とシグナル伝達系の解析ー

光信号抑制的psbA基因表达 - 光系统II反应中心亚基D1蛋白中观察到的转录后控制和信号转导系统分析 -

基本信息

批准号：
03262210
负责人：
佐藤公行
金额：
$ 1.86万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03262210/
关键词：
光合成光化学反応中心 D1蛋白質翻訳制御 ATP アトラジン psbA 蛋白合成

项目摘要

光合成光化学系II反応中心はD1、D2と呼ばれる2種類の蛋白サブユニットを中心に構築されている。これらサブユニットのうち、D1蛋白質は光照射下で高速度の代謝回転を行っており、この蛋白質合成の光制御のメカニズムの解明が本研究の主題である。本年度は単離葉緑体を用いてこの現象の解析を行うと同時に、合成された蛋白質の機能発現に関与するCー末プロセシング酵素の純化を行った。単離葉緑体におけるD1蛋白質の合成は光照射に依存する。この光依存性の蛋白合成は光合成電子伝達反応の阻害剤であるアトラジンやDCMUの添加で阻害される。また、この蛋白合成は光リン酸化反応の阻害剤や膜を介するプロトン濃度勾配の形成を阻止する諸種のイオノフォアの添加によっても阻害され、結局のところ、蛋白合成の活性は葉緑体ストロマのATPレベルに対応しているように思われる。ストロマのATPレベルを介した蛋白合成の制御はエネルギ-供給として理解されるが、他の可能性すなわち蛋白合成のinitiationあるいはelongationの特定の段階がATPレベルを介して直接的あるいは間接的に制御されている可能性も考えられる。後者の可能性を暗示する1つの事実は光照射中断後にみられる17.5kDaポリペプチドの蓄積である。このポリペプチドはリシルエンドペプチダ-ゼによって切断されず、D1蛋白質に対する抗体と反応することなどからD1蛋白質の合成中間体と推定される。このペプチドの蓄積は明条件下においても葉緑体にアトラジンを添加してストロマATPレベルを低下させた場合にも観察され、pabAmRNA翻訳の特定の段階が高濃度のATPを必要としていることを暗示している。

光合光系统II反应中心围绕两种称为D1和D2的蛋白质亚基构建。在这些亚基中，D1蛋白在光照射下经历高速转移，这项研究的主题是阐明蛋白质合成的光调节机理。今年，我们使用分离的叶绿体分析了这种现象，同时纯化了参与合成蛋白功能表达的C末端加工酶。分离的叶绿体中D1蛋白的合成取决于光照射。这种光依赖性的蛋白质合成被添加Atrazine和DCMU（光合电子转移反应的抑制剂）抑制。通过添加各种离子磷酸盐来阻断质子浓度梯度通过膜的形成，最终，蛋白质合成的活性似乎与叶绿体基质基质的ATP水平相对应。尽管通过基质的ATP水平调节蛋白质合成被理解为能量供应，但其他可能性，即蛋白质合成起始或伸长的特定步骤可以通过ATP水平直接或间接控制。暗示后一种可能性的一个事实是在中断光照射后发生的17.5 kDa多肽的积累。该多肽不会被赖氨基内肽酶裂解，而是与D1蛋白的抗体反应，并且被认为是合成D1蛋白的中间体。当将阿特拉津添加到叶绿体中以降低基质ATP的水平时，在光条件下也观察到这种肽的这种积累，这意味着特定的pabamRNA翻译阶段需要高浓度的ATP。