ペリプラズム局在性高CO₂誘導タンパク質の誘導調節

唐津　友香子 　　　　指導教官：白岩　善博

背景・目的

単細胞緑藻Chlamydomonas reinhardtiiは、広範囲な外界のCO₂濃度変化に順化・適応する能力を有している。低CO₂環境に対する適応機構としては、カルボニックアンヒドラーゼ（CA,分子量79.3kDa）の誘導と、CO₂濃縮機構が一般的に良く知られている。一方、高CO₂環境に対する適応機構は未解明のまま残されている。

本研究室では既に、C.reinhardtiiを高CO₂条件におくと、ペリプラズム空間にサブユニットの分子量が43kDa（ホロタンパク質分子量680kDa）の新規の糖タンパク質が誘導される事を明らかにしており、そのサブユニットの分子量からH43と命名した。本研究では、このH43誘導とCO₂濃度との関係をさらに明らかにし、C. reinhardtiiにおける高CO₂適応機構および細胞のCO₂濃度変化認識機構（CO₂センサーシステム）について、知見を得ることを目的としている。

方法

C. reinhardtii の細胞壁欠損突然変異体cw-15株を、NaHCO₃を添加したHSM培地中で培養し、それぞれの濁度を時間ごとに測定した。培養終了時の細胞懸濁液からサンプルを採取し、SDS-PAGE後、H43抗体によるウエスタンブロッティングによりH43の検出と発現量の定量を行った。

結果と考察

H43誘導量は、HSM培地を用い、pHの変化と藻の生育速度が異なる場合、培養開始時に添加したNaHCO₃濃度と正の相関関係が見られた。一方、低CO₂誘導性のCAは高NaHCO₃濃度(12mM)で消失した。NaHCO₃添加によって、培地中ではpH上昇が起こり、実際の溶存CO₂濃度が高いほど成長量が少なく細胞の増殖が抑えらた。これに対して、Bis-Tris-Propane bufferを添加しpHを約７に保持した場合、NaHCO₃添加によって細胞の増殖はほとんど影響を受けなかった。この時、H43及びCAの誘導量は双方ともほぼ一定で、NaHCO₃濃度との関係は明確ではなかった。

溶存CO₂とHCO₃⁻濃度比はpHの影響を受けて変化する為、CO₂、HCO₃⁻及びpHの影響が複雑に相関しあった結果と考えられ、真のH43誘導要因の詳細は依然不明である。実験中培地中に保持された総無機炭素量の変化を含め、今後詳細な検討を要する。