光合成炭素代謝の統御に関与するプロテインキナーゼの探索とシグナル伝達の分子機構

寻找参与光合碳代谢控制的蛋白激酶及信号转导的分子机制

• 批准号: 10170217
• 负责人: 泉井 桂
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10170217/
• 关键词: C4光合成; 炭酸固定; ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ; リン酸化; プロテインキナーゼ; ペプチド抗体; mRNAの安定性; シグナル伝達

[目的] 本研究ではC4光合成の律速酵素であるホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(PEPC)をとりあげ、1)本酵素の可逆的リン酸化による活性調節の動態の解明、2)このリン酸化に関与するプロテインキナーゼ(PK)の同定とこれに連なるシグナル伝達機構の解明および、3)本酵素遺伝子の発現調節すなわち、転写やmRNAの安定性などの段階における調節機構の解明などを目指す。[結果・考察] 1)すでに、トウモロコシC4型PEPCの調節的リン酸化(Ser-15)のみを特異的に識別するウサギ抗体を開発しているが、これを用いて露地栽培の成熟トウモロコシにおける二酸化炭素の吸収速度とPEPCのリン酸化状態との相関を日周的に調べ、光合成よりリン酸化が先行することをみとめた。2)C4型PEPC遺伝子の発現が窒素源の供給状態によっても制御を受けることが発見されているので、リン酸化についてもNストレスの影響を調べたところ、N欠乏によってリン酸化の方はさほど影響がないことが示唆された。3)CO2濃度を大気中(350ppm)より下げたとき(200ppm)、PEPCのレベルが上昇し、リン酸化の程度も上昇した。しかし、上げたとき(700ppm)には影響はみられなかった。4)PEPC-PK(プロテインキナーゼ)としてCa^<2+>-非依存性のもの(CIDPK,約30kDa)を高度に精製し、その酵素的性質を調べた。5)低温誘導性のCa^<2+>-依存性CDPKの生理的役割を解明するため、イネのホモログを分離し、センスとアンチセンス方向に導入した形質転換体を作出し、その効果を調べた。6)PEPC遺伝子の発現のオカダ酸による阻害の機構、特にmRNAの寿命とリン酸化の関係をRNA合成阻害剤を用いて解析した。

[Objective] The purpose of this study was to investigate the regulation of C4 photosynthetic enzymes (PEPC), 1) the dynamic regulation of the activity of PEPC in reversible acidification, 2) the regulation of PEPC in PK, 3) the regulation of PEPC in reversible acidification. The regulation mechanism of mRNA stability in different stages is discussed. [Results] 1) Specific recognition of the regulation of acidification (Ser-15) of C4-type PEPC and development of its antibody. 2) The development of C4-PEPC gene is influenced by the supply state of the source of the element, the control of the source of the element and the control of the source of the element. 3)CO2 concentration increased from 350ppm to 200ppm, PEPC concentration increased from 350 ppm to 200ppm.しかし、上げたとき(700ppm)には影响はみられなかった。4)PEPC-PK(CIDPK, about 30kDa) is highly refined and the properties of the enzyme are modulated. 5)The physiological function of Ca^<2+>-dependent CDPK induced by low temperature is analyzed, and the results are modulated. 6) Analysis of the mechanism of inhibition of PEPC gene expression, especially the relationship between mRNA life and RNA synthesis inhibition.

项目成果

K.Kurotani et al.: "Light-regulated expression of the gene for C_4-form phosphoenolpyruvate Carboxylase Pronmaize:Destabilization of mRNA by okadaic acid" Plant and Cell Physiology. 40・4(印刷中). (1999)

K. Kurotani 等人：“C_4 型磷酸烯醇丙酮酸羧化酶 Pronmaize 基因的光调节表达：冈田酸对 mRNA 的不稳定”《植物和细胞生理学》40·4（出版中）。