糸状性シアノバクテリアの滑走運動と光応答機構の分子生物学的研究

丝状蓝细菌滑行运动及光响应机制的分子生物学研究

• 批准号: 03J10594
• 负责人: 吉原 静恵
• 金额: $ 0.7万
• 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J10594/
• 关键词: シアノバクテリア; 走行性; フィトクロム

シアノバクテリアSynechocystis sp.PCC6803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。受容体PixJ1は、植物の光受容体フィトクロムの色素結合領域に似た領域をあわせ持つことから、正の走光性の光受容体と考えられた。本研究では、PixJ1が光受容体である可能性を確かめるために、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。SDS-PAGEゲル内でHis-PixJ1は蛍光を発し、その強度は亜鉛イオンによって増加した。このことは、His-PixJ1がSynechocystisの細胞内で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、His-PixJ1は青色光(最大吸収435nm)と緑色光(最大吸収535nm)による光変換を示した。既知のフィトクロムは赤色光(650-700nm)/遠赤色光(700-750)の光変換を示すことが知られていることから、PixJ1は新規の色素を結合する光受容体であることを明らかにした。PixJ1が結合する色素を同定するために、Synechocystisのゲノムが持つ開環テトラピロールの合成にかかわる遺伝子を探索した結果、ビリルビン(最大吸収460nm)が色素として結合する可能性が示唆されたビリルビン合成酵素(ビリベルヂン還元酵素)は動物のヘム代謝系にかかわることが知られているが、植物やシアノバクテリアではその機能は知られていない。ビリルビンがPixJ1に結合しているかを調べるために、His-PixJ1発現株を親株として、ビリベルヂン還元酵素をコードする遺伝子を破壊した。現在、この破壊株からHis-PixJ1タンパク質を単離して吸収スペクトルの測定を試みている。

The PCC6803 has a linear structure that shows movement and light on solid surfaces. The regulation of positive and negative phototaxis is reported in pixG,-H,-I,-J1,-J2,-L genetic subgroups. Receptors PixJ1, plant photoreceptors, pigment binding fields, positive photoreceptors In this study, the possibility of PixJ1 photoreceptors was confirmed. PixJ1 gene products were identified by His-PixJ1 and Synechocystis. SDS-PAGE shows that His-PixJ1 has increased brightness and intensity. His-PixJ1 is a Synechocystis cell with a common structure. The His-PixJ1 has a light transition between cyan (maximum absorption 435nm) and green (maximum absorption 535nm). The light conversion between red light (650-700nm) and far red light (700-750 nm) is known, and PixJ1 is a new type of pigment. PixJ1 is a combination of pigment identity, Synechocystis identity, open loop synthesis, and gene discovery.(Maximum absorption 460nm) Pigment binding possibility is indicated by the enzyme synthesis (enzyme reduction) in animals and plants. PixJ1 is a hybrid, His-PixJ1 is a hybrid. Now, we are trying to determine the quality of this plant from His-PixJ1 receptor separately and absorb the protein.