ラン藻における硝酸同化系の制御機構の解析

抄録

ラン藻の培地にNH₄⁺を加えると、硝酸イオン輸送体（NRT）や硝酸還元酵素（NR）の活性が阻害されてNO₃^-の吸収が停止する。ラン藻のNRTにはABC型のNrtABCDとMFS型のNrtPの2種類があり、前者はNH₄⁺により阻害され、後者は阻害されない。一方、NRは1種類しかないが、ラン藻種によって阻害されるものとされないものがある。本研究ではSynechococcus elongatus PCC7942のABC型のNRTをNostoc punctiforme由来のNrtPに置換した変異株（NP1）を作製し、そのNR欠損株（NP2）を親株として種々のラン藻のNRを導入した。様々なNRを導入した変異株においてNH₄⁺によるNRの阻害の有無を確認した結果、阻害されるNRはN末端部の鉄硫黄クラスター結合領域の3番目と4番目のCys残基間に39アミノ酸からなるループを持つことが明らかになった。また、そのループ内に保存されているPro残基が阻害に必要であった。このループと保存されるPro残基は、NH₄⁺によって阻害されないNrtPを持つラン藻の全てのNRで確認されたことから、全てのラン藻でNRTとNRの少なくとも一方がNH₄⁺による阻害を受けることが予測される。本発表では、2種類のNRTの性質の違いとNRの阻害の有無について、生育環境を考慮した議論を行いたい。