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環境要因の変化に伴うC4光合成の律速及び制御要因の解析-各細胞画分における炭素代謝中間体のレベルについて-

环境因素变化导致的C4光合作用速率限制和控制因素分析 - 各细胞组分中碳代谢中间体的水平 -

基本信息

批准号：
62540513
负责人：
臼田秀明
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Teikyo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1987
资助国家：
日本
起止时间：
1987 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-62540513/
关键词：
C4光合葉肉細胞葉緑体ピルビン酸リン酸ジキナーゼ

项目摘要

C_4光合成の律速・制御要因に及ぼす環境(主に光強度)変化の影響について明らかにするために, 各細胞画分における炭素代謝中間体のレベルの測定を行なうことを目的とした. トウモロコシの凍結乾燥葉を排水溶媒で摩砕し, 5つの比重の異なる画分を得た. その結果, 比重1.26〜1.29の画分には, 葉肉細胞細胞質, 維管束鞘細胞葉緑体, 同細胞質をほとんど含まない, 高度に純化された葉肉細胞葉緑体を得ることが出来た. これはC4植物における同様の研究の唯一の例である, Slackらの成果(葉肉細胞葉緑体と同細胞質の分離は再現性よく得られなかった)と比較して, 格段に進歩した画期的なものである. また同画分における, ミトコンドリア, パーオキシゾーム, 液胞の混在はそれぞれ約20%, 10%, 20%であった. 即ちこの方法により初めて, 葉肉細胞葉緑体でおきている中間体のレベルの変化だけをとり出して解析することが可能になった.C_4光合成を律速する要因の一つであるピルビン酸リン酸・ジキナーゼは光強度により著しくその活性が調節されている. 本研究課題を明らかにすることの一つは異なる光強度が実際どのようなことを引き起こし, 同酵素の活性を調節しているかである. invitroの実験系から同酵素の活性調節にはピルビン酸の濃度変化が重要であることが示唆されている. そこで最大日射量の約1/4と1/20の光強度のもとで, 同酵素の局在する葉肉細胞葉緑体中のピルビン酸を上記の方法で測定したところ, 10mMと2mMで, 光量に応じてピルビン酸のレベルが変化していることが明らかとなった. しかし, 2mMのピルビン酸下では同酵素はまったく不活化されないことがinvitroの系で示されているので(Budde R.J.A.ら 1986), 今後, 更に同酵素のinsituにおける光強度の変化に応じた活性調節のしくみの実体について明らかにしていく必要がある.

C_4 Photosynthesis, the regulation and control of the main factors and the influence of environmental (main light intensity) changes, the determination of carbon metabolism intermediates in each cell. Freeze-dried leaves are dried in a solvent, and the specific gravity of the leaves varies. The results showed that the specific gravity was 1.26 ~ 1.29, and the cytoplasm of mesophyll cells, chloroplasts of vascular bundle sheath cells, and chloroplasts of mesophyll cells were highly purified. This is the only example of a study of the same type of C4 plant. In the same way, the mixture of liquid and nitrogen is about 20%, 10%, 20% respectively. That is to say, there is a main reason for the regulation of the photosynthesis rate of C_4 in chloroplasts of mesophyll cells. This study focuses on the regulation of enzyme activity in light intensity. Invitro activity is regulated by enzyme activity, and changes in the concentration of vitamin A are important. The maximum solar radiation is about 1/4 and 1/20 of the light intensity, and the same enzyme is present in the chloroplast of mesophyll cells. The method for determining the amount of light in the chloroplast of mesophyll cells is described above. In the presence of 2mM acid, isoenzymes are not activated, and the invitro system is shown (Budde R.J.A. 1986). In the future, isoenzymes will be activated in the presence of light intensity, and the activity of isoenzymes will be regulated.