抄録
ホウライシダで発見された赤色光/青色光受容体PHY3/neo1は、フォトトロピン(phot)のN末端側にフィトクロムの光受容部位が配置した構造を持つ。phot領域は、青色光受容の発色団FMNを結合する2つのLOV領域(LOV1, LOV2)とプロテインキナーゼ部位で構成され、PHY3は光によるキナーゼ活性の調節によりシグナルを伝達している。シロイヌナズナphot1ではLOV2領域のCys残基に青色光依存的にFMNが結合することで局所的構造変換が起こり、抑制が解除されることによるキナーゼ活性化機構が示されている。そこでPHY3キナーゼ活性の光調節機構を明らかにするため、LOV領域のFMN結合Cys残基を変異させたPHY3をシロイヌナズナのphot変異体に導入し、胚軸の光屈性反応を調べた。その結果、LOV1, LOV2の一方、あるいは両方のCys残基にアミノ酸置換を導入したPHY3形質転換体のいずれにおいても、赤色光・青色光依存の胚軸の光屈性が誘導された。光依存のキナーゼ活性化時に起こる構造変換に関与することが示されているLOV2のGln残基を置換した場合も、赤色光・青色光による光屈性が誘導された。以上から、PHY3におけるキナーゼ部位の活性化にはLOV領域でのFMN-Cys結合形成は必須ではなく、高等植物フォトトロピンとは異なるPHY3独自の制御機構が存在することが示唆された。