窒素転流と光合成機能に関わるRubisco分解の分子機構

Rubisco分解与氮易位和光合功能相关的分子机制

• 批准号: 11151201
• 负责人: 前 忠彦
• 金额: $ 2.43万
• 依托单位: Tohoku 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: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11151201/
• 关键词: Rubisco; 活性酸素; 断片化; 光ストレス; 葉緑体; 酸化ストレス

1.コムギの場合に見出されたのと同じ分子量のRubisco大サブユニットの37kDaフラグメントが、ホウレンソウ、オオムギ、エンドウから単離した葉緑体を同様に処理した場合にも見出された。また、オオムギ及びイネから精製したRubiscoをヒドロキシルラジカル発生系(Fe^<2+>-H_2O_2-ascoribic acid)に曝した場合にも、37kDaフラグメントおよび16kDaフラグメントの出現が認められた。これらの結果は、ヒドロキシラジカルによるRubisco大サブユニットの部位特異的な切断化は,高等植物のRubiscoに共通に見られる現象であることを示唆していた。そこで既報のデーターに基づき切断部位近傍のアミノ酸配列について比較した。Gly-329はいずれの植物種においても保存されていたが、その両端のアミノ酸については、ホウレンソウとオオムギがコムギと同様にSとTで、エンドウはAとT、イネはAとAであった。現在、オオムギ、エンドウ、イネのそれぞれのフラグメントの末端アミノ酸についての同定を行っている。2.葉緑体ストローマ酵素のGS2も光照射下の葉緑体およびその破砕液中で部位特異的に断片化されることが明白となった。すなわち、単離葉緑体及びその破砕液を光照射下におくと、GS2はRubisco同様、部位特異的に断片化された。そしてこの断片化は、、金属キレーターのEDTA,1,10-phenanthrolineにより完全に阻害され、セリンプロテアーゼ、アスパルティックプロテアーゼ、システインプロテアーゼに対する阻害剤によっては阻害されなかった。また活性酸素のスキャベンジャーでは、カタラーゼ、n-propyl gallateが顕著な阻害効果を示した。さらにこの断片化は、GSの阻害剤で酵素に強固に結合するmethionine sulfoximine(MSX)により完全に阻害された。これらの結果は、我々がRubiscoで見出した結果と全く同様であり、GS2が相同の機構により断片化されていることを強く示唆している。

1. Rubisco large molecular weight of 37kDa was found in the case of high molecular weight, low molecular weight, low molecular weight and high molecular weight. Rubisco was produced by the reaction of Fe^<2+>-H_2O_2-acribic acid with 37 kDa Rubisco and 16 kDa Rubisco. The result is that Rubisco has a site-specific cleavage, which is common to higher plants. This is the first time that we've reported that we've had a lot of acid matching near the base of the cut. Gly-329 is a plant species that is contained in the middle of the plant species. It is preserved in the middle of the plant species. It is stored in the plant species. It is stored in the middle of the plant species. It is stored in the plant species. It is stored in the middle of the plant species. It is stored in the plant species. It is stored in the middle of the plant species. It is stored in the plant species Now, in the beginning, in the end, in the end, in the end, 2. Chloroplast enzyme GS2 is a site-specific fragment of chloroplast under light irradiation. GS2 is a Rubisco like, site-specific fragment under light irradiation. For example, the EDTA,1,10-phenanthroline and the metal oxide film are used to completely inhibit the formation of the film. The active acid in the active phase of the reaction, the n-propyl gallate and the inhibitor effect are shown. The enzyme that inhibits fragmentation and GS is methionine sulfoximine(MSX), which strengthens binding. The result of this is that the Rubisco is the same as the GS2 and the same as the Rubisco.

项目成果

Makino A.: "Photosynthesis and plant growth at elevated levels of CO_2"Plant Cell Physiol.. 40・10. 999-1006 (1999)

Makino A.：“CO_2 浓度升高时的光合作用和植物生长”《植物细胞生理学》.. 40・1006 (1999)

前 忠彦: "生物学データー集"朝倉書店 金井龍二他編 (印刷中). (2000)

前忠彦：《生物数据集》朝仓书店，由 Ryuji Kanai 等编辑（目前正在印刷）。

前忠彦: "Rubiscoは光合成に対して過剰存在するか?"化学と生物. 37・2. 113-114 (1999)

前忠彦：“Rubisco 是否过量存在？”化学与生物学 113-114（1999）。

Mae T.: "Leaf senescence and nitrogen metabolism. In"Programmed Cell Death and Related Processes""Ed.by Nooden, L., Academic, Press New York(印刷中). (2000)

Mae T.：“叶衰老和氮代谢。《程序性细胞死亡和相关过程》”，Nooden，L. 编，纽约学术出版社（2000 年出版）。

Ishida H.: "Fragmentation of the large subunit of ribulose-1.5-bisphosphate carboxylase by active oxygen species occurs near Gly-329"J. Biol. Chem.,. 274,(8). 5223-5226 (1999)

Ishida H.：“活性氧对核酮糖-1.5-二磷酸羧化酶大亚基的断裂发生在 Gly-329 附近”J。