低分子量熱ショックタンパク質による光合成の環境応答の分子機構

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熱ショックタンパク質の光合成の高温耐性における役割を明らかにする目的で、形質転換型ラン藻におけるチラコイド結合性低分子量熱ショックタンパク質の遺伝子の単離・解析を試みた。形質転換型ラン藻における光園成の高温耐性については次の知見を得た。(1)ラン藻における光合成の諸過程の中で酸素発静が高温処理に対して最も弱い。(2)グリシンベタリインは光合成の熱失活を抑制する(3)高温で生育したラン藻は酸素発生の高温耐性を獲得している。この酸素発生の高温耐性は、単離されたチライコイド膜においても保持されていることを明らかにした。低分子量熱ショックタンパク質の遺伝の単離に関しては、EcoRIで切断したSynechococcus PCC7002の全DNAからシロイヌナズナのHSP21の遺伝子とハイブリダイズする9kbpおよび4kbpのDNA断片を単離したが、アミノ酸レベルで10%以下の一到しかなく、転写産物の解析からこのDNA断片は熱ショックタンパク室の遺伝子を含んでいないと判断した。またSynechococcus PCC7002の全DNAをテンプレートとし、低分子量熱ショックタンパク質における共通アミノ酸配列を参考にして作製した混合オリゴヌクレオチドをプライマーに用いたPCRによって、100-600bpの産物を得た。これらのPCR産物塩基配列において、用いたプライマーに相当する部分のアミノ酸配列は一到するものの、他の領域においては低分子量熱ショックタンパク質に保存されているアミノ酸配列がみいだせなかった。以上の結果は、Synechococcus PCC7002にはこのチラコイド結合性低分子量熱ショックタンパク質がないか、あっても高等植物のものとは相同性が低いことを示している。