抄録
D1タンパク質前駆体切断酵素（CtpA）は、光化学系II反応中心D1タンパク質のカルボキシル末端を切断するが、その際に露出するカルボキシル基が、酸素発生系のMn原子のリガンドとして機能することから、酸素発生光合成能力の発現に必須なプロテアーゼとしても認識されている。我々は、このCtpAの構造機能相関を分子レベルで明らかにすることを目指し、in vivoでのCtpA活性解析システムを構築した。このシステムでは、ホウレンソウCtpA遺伝子をSynechocystis 6803のctpA欠損株に導入している。この欠損株は光独立栄養条件下では生育できないが、これに野生型ホウレンソウCtpA遺伝子が導入されると、その能力が回復された。このことは、ホウレンソウCtpAが、Synechocystis細胞内においても活性を持つことを意味する。次に、この系にCtpA変異ライブラリーを導入し、形質転換ランソウを光独立栄養条件下で選抜した。変異ライブラリーとは、CtpAの特定の残基のコドンをランダムに置換したものである。光独立栄養条件下で生存できる細胞は、活性型CtpAを保有しているので、それらの細胞のCtpA遺伝子の配列を決定し、問題の残基のコドンを明らかにした。CtpAが活性型となるコドンの出現頻度をいくつかの残基で調査した結果、CtpAの機能に重要なほど、変異の幅が狭いことが示された。
