ラン藻の硝酸同化系の発現制御および活性調節の分子機構の研究

蓝藻硝酸盐同化系统表达及活性调控的分子机制研究

• 批准号: 05266210
• 负责人: 小俣 達男
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Nagoya 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: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05266210/
• 关键词: ラン藻; 硝酸同化; 遺伝子発現; 亜硝酸還元酵素; 硝酸イオン輸送系; 活性制御; 転写調節

1.単細胞性のラン藻Synechococcus PCC7942を材料として、亜硝酸還元酵素の遺伝子(nirA)、硝酸イオン輸送に関与する4つの遺伝子(nrtA〜nrtD)、および硝酸還元酵素の遺伝子(narB)から構成されるnirAオペロンの転写活性に対するグルタミン(アンモニアの初期同化産物)およびDON(グルタミンから他の化合物へのアミド基の転移反応の阻害剤)の効果を調べ、グルタミンからアミド基の供与を受けてつくられる物質のひとつ、あるいはさらにその代謝産物の蓄積が、nirAオペロンの転写の抑制を引き起こすことを明らかにした。2.硝酸イオン能動輸送系を構成する4つのタンパク質のうち、NrtCのもつ特異なC末端ドメイン(400アミノ酸残基から成る)を除去した変異株を作製してその性質を解析することにより、このドメインが硝酸イオンの輸送に必須ではなく、また、窒素源の過剰時に見られる硝酸イオン輸送の抑制的制御にも関与しないことを明らかにした。3.炭素欠乏下における硝酸同化活性の抑制機構を解析するため、CO_2制限条件下での硝酸イオンの取り込み活性、硝酸還元酵素活性、および亜硝酸還元酵素活性を測定し、CO_2制限条件下では亜硝酸還元酵素が特異的、不可逆的に不活性化されることを明らかにした。4.平成4年度の研究で見いだしたLysR型の転写制御因子をコードする新規遺伝子ntcB(ORF2)の欠失変異株を作成し、ntcBの欠失がnirAオペロンの転写に影響を与えないことを確認した。この欠失変異株は、アンモニアの同化に関わるグルタミン合成酵素とグルタミン酸合成酵素の活性が野生株より高いにも関わらず、アンモニアを窒素源とした場合に窒素欠乏状態に特有の黄緑色を呈するので、ntcBはグルタミン/グルタミン酸以降の含窒素化合物の生合成に関わる遺伝子の活性化に関わるものと推定した。

1. Unitary algae Synechococcus PCC 7942 material, nitrate reductase gene (nirA), nitrate transport related to 4 genes (nrtA~nrtD),(nrtA~nrtD),(nrtB),(nrtA~nrtD),(nrtA~nrtD),(nrtB~nrtD),(nrtA~nrtD),(nrtB~nrtD~nrA~nrtD~nrB~nrA~nrA~nrD~nrA~nrA~nrD~nrA~nrD~nrA~nrA~nrD~nrB~nrD~nrA~nrD~nrA~nrD~nrD~nrA~nrD~ The effect of DON (initial anabolic product of NirA) on the regulation, supply and reception of NirA), accumulation of NirA), inhibition of NirA), and the effect of DON (inhibitor of NirA) on the production and reception of NirA). 2. Nitric acid active transport system composition: 4-terminal, NrtC-terminal.(400) Removal of heterotrophic plants, analysis of their properties, and transport of nitric acid must be controlled by the source of nitric acid. 3. Analysis of the inhibition mechanism of nitrate assimilation activity under carbon deficiency, determination of nitrate assimilation activity, nitrate reductase activity, and nitrate reductase activity under CO_2 limitation, and determination of nitrate reductase activity under CO_2 limitation. 4. In the study conducted in 2004, we found that LysR type control factors were significantly different from those of ntcB (ORF2), and the effects of ntcB deficiency on nirA were confirmed. This mutant strain has a higher activity of glucamine synthase and glucamine acid synthase, which are involved in the assimilation of adenosine, than the wild strain. Since adenosine has a characteristic yellow-green color in a hormone-deficient state when it is a nutrient source, it is presumed that ntcB is involved in the activation of genes involved in the biosynthesis of hormone-containing compounds such as glucamine/glucamine acid.

项目成果

Suzuki,I.,Sugiyama,T.and Omata,T.: "Primary structure and transcriptional regulation of the gene for nitrite reductase from the cyanobacterium Synechococcus PCC 7942." Plant Cell Physiol.34. 1311-1320 (1993)

Suzuki,I.、Sugiyama,T. 和 Omata,T.：“蓝细菌聚球藻 PCC 7942 亚硝酸还原酶基因的一级结构和转录调控。”