キュウリ葉においてRubisco-LSUは、活性酸素によって直接断片化される

抄録

　葉の老化過程やストレス条件下では、葉緑体における活性酸素の生成が助長されることが知られており、活性酸素がタンパク質分解の引き金として関与している可能性が提案されている。実際に光合成のキーエンザイムであるRubiscoは、活性酸素によって直接的に断片化されることが実証された。しかしながら、これらの報告はin vitroでの実証に留まっており、in vivoでもこの現象が起こりうるのかどうかは不明のままである。そこで本研究では、活性酸素によるRubiscoの断片化がin vivoにおいても起こりうるのかどうかについて検証した。
　低温感受性植物であるキュウリの葉切片を低温弱光下でインキュベートした際に、Rubisco-LSUが断片化され、主に5つの分解フラグメントが生じた。さらに、ヒドロキシルラジカルの捕捉剤であるn-propyl gallateと、スーパーオキシドの捕捉剤であるtironを添加すると、それぞれ断片化が抑制された。またFeSO₄の存在下では断片化が促進され、金属キレート剤を添加すると断片化は抑制された。さらに、キュウリ葉から精製したRubiscoをヒドロキシルラジカル発生系にさらしたところ、その分解物は分子量、等電点において葉切片で見出されたものと一致した。これらの結果から、in vivoにおいてもRubisco-LSUは活性酸素によって直接断片化されることが強く示唆された。