C₄型PEPカルボキシラーゼ（PEPC）のリン酸化によるリンゴ酸脱感作とPEPCキナーゼ（PEPCk）による特異的認識の分子機構の解析

抄録

　PEPCはC₄光合成において初期炭酸固定を触媒する酵素である。トウモロコシPEPC（ZmPEPC）はアロステリック阻害因子であるL-リンゴ酸（MA）によってフィードバック阻害を受ける。またN末端近傍のSer-15が特異的なリン酸化酵素（PEPCk）によってリン酸化されることでMAに対する感受性が低下し、活性化型になる。
　我々は今回、標記の課題について手がかりを得るために、ZmPEPCのリン酸化部位を含むN末端領域を切除した酵素（ΔN_1-34ZmPEPC）および大腸菌PEPC（EcPEPC）にZmPEPCのN末端領域を付加した酵素（+N_1-34EcPEPC）を作製し、種々の解析を行った。ΔN_1-34ZmPEPCはMAに対する脱感作が見られ、また+N_1-34EcPEPCはリン酸化されたもののMAに対する感受性は変化しなかった。このことからZmPEPCのリン酸化に伴う脱感作には、N末端領域だけでなく他の植物PEPC特有の部位も関わることが示された。また、ΔN_1-34ZmPEPCはZmPEPCのPEPCkによるリン酸化反応を阻害したことから、PEPCkによるPEPCの認識にはN末端以外の領域も関わることが示唆された。EcPEPCもZmPEPCのリン酸化を阻害したため、PEPCkが認識する領域はZmPEPCとEcPEPCに共通に存在すると考えられた。