植物の硝酸代謝において亜硝酸還元酵素は必須酵素と言えるか?

亚硝酸还原酶是植物硝酸盐代谢中必需的酶吗？

• 批准号: 12025224
• 负责人: 森川 弘道
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Hiroshima 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: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12025224/
• 关键词: タバコ; 亜硝酸還元酵素(niR); 窒素硝酸代謝; 活性染色; 重窒素分析; アミノ酸配列; ケールダール分析; タンパク質二次元電気泳動

1.タバコNiRの4番目の遺伝子(nii4)のcDNAかクローン化:タバコにはroot-type,leaf-typeのNiR遺伝子が各2個ずつあるが、これまでに3個しかクローン化されていなかった。本研究でroot-typeのnii4遺伝子のcDNAとゲノムDNAの一部のクローン化・塩基配列を決定した。2.コハク酸アンモニウムを窒素源として成育させたclone271および野生株から切り取り葉を調整し、重窒素ラベルした20mM硝酸カリウムで8時間処理した後、常法によりケールダール分解、質量分析計により還元態窒素量を定量した。切り取り葉を用いた分析から、野生株とclone271の硝酸還元能は実験誤差内で一致した。従って、clone271植物で観察された硝酸由来の還元窒素は地下部(根)で作られたものではなく、地上部(葉)で作られたものと結論された。3.コハク酸アンモニウムを窒素源として成育させたタバコclone271および野生株植物から葉を採取、ホモジナイズして粗抽出液を調製した。この粗抽出液をNativeゲルを用いて二次元電気泳動した後、ゲルを亜硝酸還元酵素活性について活性染色(MVおよび亜硝酸イオンを電子供与体および電子受容体とする)を行った。その結果、野生株において、濃い2つのスポットと薄い複数のスポットが観察された。4.未知窒素(UN)化合物の発見:植物を一定条件で栽培するとケールダール還元窒素や無機窒素以外の未知窒素化合物が生成することを見出した。5.以上の結果は、「NiR以外に亜硝酸をアンモニアに還元する酵素活性がある」との考えを完全に否定するものではない。NiR活性染色で得られた合計4個以上のNiR酵素活性スポットのアミノ酸配列の決定、タンパク質の同定は、「NiR酵素活性を持つタンパク質」の実態を解明する上で、必須の研究課題である。

1. NiR gene (nii4) cDNA translation: NiR gene root-type,leaf-type, NiR gene, 2 In this study, the cDNA of the root-type nii4 gene was used to determine the nucleotide sequence of a part of the DNA. 2. To adjust and re-adjust the content of the original element of the plant and to quantify the content of the original element of the plant after 8 hours of treatment with 20mM nitric acid. The results of analysis of nitrate reduction in wild plants and clone271 are consistent within the error range. 271. The origin of nitric acid in plants is observed. The root is observed. The leaf is observed. 3. The crude extract of wild plants is prepared by mixing the crude extract of wild plants with the crude extract of wild plants The crude extract is Native to the secondary electrokinetic process, and the nitrate reductase activity is active in the staining process (MV, NO, electron donor, electron acceptor). The results of wild plants, concentrated plants and thin plants are observed. 4. Discovery of unknown hormone (UN) compounds: plants under certain conditions of cultivation, the formation of unknown hormone compounds other than inorganic hormones 5. The above results show that the enzyme activity of nitric acid other than NiR is completely negative. NiR activity staining results show that there are more than 4 NiR enzyme activity profiles, and the determination of acid alignment, quality, and status of "NiR enzyme activity profile" are required for further research.

项目成果

Hiromichi Morikawa: "Phytoremediation : Transformation and Control of Contaminants"John Wiley and Sons,Inc.(予定). 500 (2001)

Hiromichi Morikawa：“植物修复：污染物的转化和控制”John Wiley and Sons, Inc.（计划）500 (2001)。

Katsuya Shimizu: "Presence of an SAR-like sequence in junction regions between an introduced transgene and genomic DNA of cultured tobacco cells : its effect on transformation frequency."Plant J.. (in press). (2001)

Katsuya Shimizu：“在引入的转基因和培养烟草细胞的基因组 DNA 之间的连接区域中存在类似 SAR 的序列：其对转化频率的影响。”Plant J..（出版中）。

Misa.Takahashi: "Nitrite reductase gene enrichment improves assimilation of nitrogen dioxide in Arabidopsis"Plant Physiol.. (in press). (2001)

Misa.Takahashi：“亚硝酸盐还原酶基因富集提高了拟南芥中二氧化氮的同化”植物生理学..（出版中）。