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: 07251208
• 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07251208/
• 关键词: ラン藻; 硝酸同化; 炭酸同化; 遺伝子発現調節; シアン酸; シアナーゼ; 硝酸イオン輸送系; 活性制御

1.ラン藻では、窒素同化の中間代謝物であるカルバミルリン酸が分解して生じるシアン酸が、硝酸同化系遺伝子から成るnirAオペロンの転写を阻害するとともに、炭酸同化酸素遺伝子RubiscoをコードするrbcLSオペロンを活性化する。本研究では、シアン酸の効果とその代謝について以下のことを明らかにした。(1) nirAオペロンの転写活性化因子NtcAがシアン酸の有無に関わらずプロモーター領域に結合することから、シアン酸によるnirAオペロンの転写阻害は、NtcAのプロモーターへの結合の阻害によるものではないと結論した。(2) rbcLS以外の炭酸同化系遺伝子群の中で、Rubiscoの局在場所であるカルボキシゾームの形成と機能発現に関与するccmKLMNOとicfAが、rbcLSと同様にシアン酸による転写活性化を受けることを示した。(3) シアン酸を分解するシアナーゼの活性は、細胞をアンモニア培地から硝酸培地に移すと3時間で6倍に高まった。この活性上昇は転写阻害剤により阻害された。以上の結果から、シアナーゼ遺伝子の転写は窒素栄養条件に応じて制御されると結論した。2.窒素同化を阻害してnirAオペロンの転写を誘導した場合、硝酸イオンが転写を促進することを明らかにした。さらに硝酸還元酵素変異株を用いた実験により、硝酸イオンが還元されてできる亜硝酸イオンに転写促進効果があることを明らかにした。3.ラン藻の硝酸イオン/亜硝酸イオン輸送体(NRT)は培地へのアンモニアの添加によって阻害されるが、NRTのATP結合サブユニットNrtCのC末端ドメインを欠く変異株では、アンモニアの存在下でも細胞内に1〜2mMの硝酸イオンが蓄積した。この結果と以前の結果を合わせ、NrtCのC末端ドメインが、NRT活性の負の制御に必要であると結論した。

1. The intermediate metabolites of algal anabolic acid and nitric acid anabolic acid are decomposed and produced. The intermediate metabolites of nitric acid anabolic acid and nitric acid anabolic acid an In this study, the effect of acid on metabolism was studied. (1)NirA's write activation factor NtcA's write inhibition factor (2)Among the carbonic acid assimilation system gene clusters other than rbcLS, it is demonstrated that the relationship between ccmKLMNO and icfA, and rbcLS, is related to the formation and functional discovery of Rubisco's local complex. (3)The activity of the enzyme is 6 times higher than that of the enzyme in the cell. This activity increases against the resistance of the resistance. The above results show that the growth of the plant is influenced by the growth conditions of the plant. 2. In the case of nitrogen assimilation, nitrogen assimilation is promoted. The nitrate reducing enzyme is used to promote the production of nitrate. 3. The addition of ammonia to the culture medium inhibits the damage of the nitric acid transporter (NRT) of algae. The ATP-binding protein of NRT and the C-terminal terminal end of NrtC are transformed into mutants. In the presence of ammonia, 1 ~ 2mM nitric acid is accumulated in the cells. These results are consistent with previous results, and NRT activity is essential for its control.

项目成果

Iwane Suzuki: "A novel nitrite reductase gene from the cyanobacterium Plectonema boryanum." J. Bacteriol.177. 6137-6143 (1995)

Iwane Suzuki：“一种来自蓝细菌 Plectonema boryanum 的新型亚硝酸盐还原酶基因。”

Iwane Suzuki: "Nitrogen regulation of the genes involved in nitrate and carbon assimilation in the cyanobacterium Synechococcus sp.PCC7942." Photosynthesis : from Light to Biosphere. 3. 485-488 (1995)

Iwane Suzuki：“蓝藻聚球藻 PCC7942 中涉及硝酸盐和碳同化的基因的氮调节。”

Tatsuo Omata: "Molecular studies on the regulation of the nitrate/nitrite transporter of Synechococcus sp.PCC7942." Photosynthesis : from Light to Biosphere. 5. 487-490 (1995)

Tatsuo Omata：“聚球藻 PCC7942 硝酸盐/亚硝酸盐转运蛋白调节的分子研究。”

Iwane Suzuki: "Regulation by cyanate of the genes involved in carbon and nitrogen assimilation in the cyanobacterium Synechococcus sp.strain PCC7942." J. Bacteriol.178 (in press). (1996)

Iwane Suzuki：“氰酸盐对蓝藻聚球藻 PCC7942 菌株中参与碳和氮同化的基因的调节。”