ラン藻Synechococcus elongatusの硝酸還元酵素の制御機構の解析

抄録

ラン藻S. elongatus PCC7942（以下PCC7942と略記）の培地にNH₄⁺を加えると、硝酸イオン・亜硝酸イオン輸送体（NRT）と硝酸還元酵素（NR）の活性が阻害されてNO₃^-やNO₂^-の吸収が停止する。NRTの制御にはPIIタンパク質とNRTの活性制御ドメインが関与することが分かっているが、NRの制御機構についてはPIIが関与すること以外には何も分かっていない。そこで本研究では、Synechocystis sp. PCC6803（以下PCC6803と略記）のNRが活性制御を受けないことを利用し、PCC6803株とPCC7942株とのキメラNRを作製して活性制御に必要な部位の特定を行った。野生株のPCC7942株ではNRだけでなくNRTもNH₄⁺添加によって抑制されるので、NRTの活性制御ドメインを除去してNRTの制御を弱め、さらにNRを欠損させた株（NC2ΔNR）を親株としてキメラNRを導入した。種々のキメラNRをもつ株を比較した結果、PCC7942株のNRのN末端領域が活性制御に必須であることが示された。次に、様々なラン藻NRの中からN末端領域の配列がPCC7942型のものとPCC6803型のものに似たものを選び、NC2ΔNR株に導入して活性制御の有無を調べた。現在この結果に基づいて、NRの活性制御に重要なアミノ酸残基の絞り込みを試みている。