Synechocystis sp.PCC 6803の走光性機構の分子生物学的解析

集胞藻PCC 6803趋光机制的分子生物学分析

基本信息

批准号：
01J60014
负责人：
吉原静恵
金额：
$ 1.28万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J60014/
关键词：
Synechocystis phototaxis phytochrome photoreceptor cyanochrome

项目摘要

シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803は、線毛構造によって固体表面上を運動し、走光性を示す。私は、正の走光性(positive phototaxis)の調節には、Cheタンパク質などのべん毛運動調節因子や受容体に相同性を示すpixG,-H,-I,-J1,-J2,-L遺伝子群がかかわることをすでに報告した。PixJ1は植物の光受容体フィトクロムの色素結合領域に相同性を示すことから、正の走光性の光受容体と考えられる。これを確かめるために、pixJ1遺伝子産物をヒスチジンタグ融合タンパク質(His-PixJ1)としてSynechocystisで発現させ、単離し、生化学的解析をおこなった。His-PixJ1は、約110kDaのほぼ単一タンパク質として精製され、SDS-PAGEゲルのHis-PixJ1のバンドからは蛍光が検出された。また、亜鉛イオン共存下でバンドからの蛍光強度が増加した。これらの結果は、His-PixJ1はフィトクロムと同様に、開環テトラピロールを共有結合していることを示している。さらに、精製したHis-PixJ1は蛍光励起スペクトルと蛍光発光スペクトルのピークをそれぞれ580nmと630nmに示した。これらの結果は、既知のフィトクロムの特徴と70nm以上の差があることから、PixJ1は新規の光受容体であることを示している。近年、明らかにされている複数のバクテリアのゲノムから、フィトクロムの色素結合領域に相同性を示すタンパク質が多数見つかっている。これらの領域についてクラスタリング解析をおこなった結果、PixJ1を含む多くのタンパク質で見い出される色素結合様ドメインは、既知のフィトクロムとは異なる系統に属することがわかった。本研究で得たPixJ1のスペクトルが既知のものとは全く異なることから、これらのタンパク質が新規の光受容体である可能性を提唱した。

蓝细菌合成细胞杆菌sp。 PCC 6803通过纤毛结构在固体表面上移动，并表现出光性特性。我已经报道说，PIXG，-h，-i，-j1，-j2，-l基因与鞭毛运动调节剂（例如CHE蛋白和受体）具有同源性，参与了阳性光的调节。 PIXJ1被认为是阳性光疗法光感受器，因为它与植物光感受器植物色素的色素结合区域显示同源。为了证实这一点，对PIXJ1基因产物表示为组氨酸标记的融合蛋白（His-Pixj1），并进行了综合藻，分离的和生化分析。 His-pixj1被纯化为大约110 kDa的几乎单个蛋白质，并在SDS-PAGE凝胶上的His-Pixj1带中检测到荧光。此外，在存在锌离子的情况下，带的荧光强度增加。这些结果表明，与植物色素一样，His-Pixj1共价附着在环上的四翼型上。此外，纯化的His-PixJ1分别在580 nm和630 nm处显示出荧光激发和荧光发射光谱的峰值。这些结果表明，PixJ1是一种新型的光感受器，因为它与已知的植物色素特性不同70 nm或更多。近年来，已经发现许多蛋白质与已揭示的多种细菌基因组中的植物色素结合区域表现出同源性。对这些区域的聚类分析表明，包括PIXJ1在内的许多蛋白质中发现的染料结合样结构域属于与已知植物色素的不同谱系。由于这项研究中获得的PIXJ1的光谱与已知的谱完全不同，因此我们提出了这些蛋白质是新型感光体的可能性。