抄録
植物の赤色光/遠赤色光受容体であるフィトクロムは、開環状テトラピロール化合物であるフィトクロモビリン（PΦB）を発色団にもつ。近年、藍藻もフィトクロム様タンパク質をもち、その発色団は光合成色素でもあるフィコシアノビリン（PCB）であることが示された。この発色団の違いは生物学的に意味があるのであろうか。我々は、PΦB生合成経路に欠損を持つシロイヌナズナhy2変異体へのビリン還元酵素遺伝子導入により、フィトクロム発色団を植物体内で改変する系を開発した。PCBをフィトクロム発色団とするシロイヌナズナPCYA1は、野生型(WT)よりも10-20nm短波長側へシフトしたフィトクロム吸収波長特性を示した。光生理応答を詳細に解析したところ、低光量反応と超低光量反応にはWTとほぼ同様の応答を示すこと、遠赤色光高照射反応において発色団の吸収波長シフトの影響が顕著に現れることがわかった。また、PCYA1の芽生えは、連続照射条件や暗条件ではWTと同様の胚軸の伸長が観察されるが、明暗周期を与えるとWTよりも高い胚軸伸長抑制を示した。このPCYA1の応答は消灯前に遠赤色光照射処理を行うと失われることから、発色団構造の違いによってフィトクロムBの暗反転速度がWTと異なると考えられた。この知見は大腸菌における組換えホロフィトクロム発現系を利用したフィトクロムの分光学的解析により支持されたので、併せて報告する。
