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J-GLOBAL ID：202202227222651884   整理番号：22A1024804

植物におけるテトラピロール生合成に及ぼすGENOMES UNCOUPLED4へのポルフィリン結合の影響【JST・京大機械翻訳】

Impact of Porphyrin Binding to GENOMES UNCOUPLED 4 on Tetrapyrrole Biosynthesis in planta

著者 (6件)： Folsche Vincent (Physiology of Plant Cell Organelles, Humboldt-Universitaet Berlin, Berlin, Germany) ,  Folsche Vincent (Department of Plant Physiology, Humboldt-Universitaet Berlin, Berlin, Germany) ,  Grossmann Christopher (Physiology of Plant Cell Organelles, Humboldt-Universitaet Berlin, Berlin, Germany) ,  Richter Andreas S. (Physiology of Plant Cell Organelles, Humboldt-Universitaet Berlin, Berlin, Germany) ,  Richter Andreas S. (Department of Plant Physiology, Humboldt-Universitaet Berlin, Berlin, Germany) ,  Richter Andreas S. (Physiology of Plant Metabolism, University of Rostock, Rostock, Germany)
資料名： Frontiers in Plant Science (Web)  (Frontiers in Plant Science (Web))
巻： 13  ページ： 850504  発行年： 2022年 
JST資料番号： U7094A  ISSN： 1664-462X  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 植物テトラピロール生合成(TPS)は光合成生物において不可欠なクロロフィル(Chl)とヘム分子を提供する。翻訳後機構は,酵素を制御し,経路における中間体の均衡流と,両最終産物の適切な量の合成を確実にする。TPSの重要な調節因子の一つはGENOMES UNCOUPLED 4(GUN4)である。GUN4はマグネシウムケラターゼ(MgCh)と相互作用し,触媒基質とMgCh反応の産物の結合はプロトポルフィリンIXへのMg2+の挿入を刺激する。多くのin vitro研究にもかかわらず,特に植物において,全TPS経路に対するGUN4:ポルフィリン相互作用のin vivo機能に関する知識はまだ限られている。これに対処するために,GUN4へのポルフィリン結合に重要な2つの高度に保存されたアミノ酸に焦点を当て,in vitroおよびin vivoでGUN4-F191A,R211AおよびR211E置換変異体を分析した。著者らの分析は,in vitroでのGUN4による植物MgChのポルフィリン結合と刺激に対するこれらのアミノ酸の重要性を確認した。Arabidopsisガン4-2ノックアウト変異体バックグラウンドにおけるポルフィリン結合欠損F191A,R211AおよびR211Eの発現は,シアノバクテリアおよび緑藻類とは異なり,GUN4:ポルフィリン相互作用がin vivoでGUN4または他のArabidopsis TPS経路酵素の安定性に影響しないことを明らかにした。さらに,それらはin vitroでポルフィリン結合とMgCh活性化を減じたが,ガン4-2における異なるGUN4変異体の発現はTPSとChlとChl結合蛋白質の蓄積に多様な影響を及ぼした。例えば,R211AではなくR211Eの発現は,野生型植物と比較して,ALA合成速度,低いTPS中間体およびChlレベルの実質的な減少を誘導し,光合成複合体の蓄積を強く障害した。さらに,R211Eの存在は,GUN4ノックダウン変異体と比較して,有意な成長遅延とパレ葉をもたらし,R211のグルタミン酸への交換が,GUN4のほとんど完全な欠損よりも,TPSとChl蓄積を,より実質的に低下させることを示した。GUN4点変異体の広範なin vivo分析は,F191とR211がポルフィリン結合を超えても役割を果たすことを示唆した。Copyright 2022 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 相互作用 ,  *生合成 ,  アミノ酸 ,  基質 ,  光合成 ,  葉 ,  ヘム ,  藍藻類 ,  複合体 ,  野生型 ,  Arabidopsis ,  中間体 ,  大環状化合物 ,  窒素複素環化合物 ,  架橋化合物
準シソーラス用語： *テトラピロール類 ,  調節因子 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： GUN4 ,  ポルフィリン ,  テトラピロール生合成 ,  翻訳後修飾 ,  規制

分類 (2件)： 遺伝子発現  (EC02040Q) ,  細胞生理一般  (EF02010S)

物質索引 (1件)： ポルフィリン

引用文献 (60件)：

• Adams N. B. P., Bisson C., Brindley A. A., Farmer D. A., Davison P. A., Reid J. D., et al (2020). The active site of magnesium chelatase. Nat. Plants 6 1491-1502.
• Adhikari N. D., Froehlich J. E., Strand D. D., Buck S. M., Kramer D. M., Larkin R. M. (2011). GUN4-porphyrin complexes bind the ChlH/GUN5 subunit of Mg-Chelatase and promote chlorophyll biosynthesis in Arabidopsis. Plant Cell 23 1449-1467. doi: 10.1105/tpc.110.082503
• Adhikari N. D., Orler R., Chory J., Froehlich J. E., Larkin R. M. (2009). Porphyrins promote the association of GENOMES UNCOUPLED 4 and a Mg-chelatase subunit with chloroplast membranes. J. Biol. Chem. 284 24783-24796. doi: 10.1074/jbc.M109.025205
• Alawady A. E., Grimm B. (2005). Tobacco Mg protoporphyrin IX methyltransferase is involved in inverse activation of Mg porphyrin and protoheme synthesis. Plant J. 41 282-290. doi: 10.1111/j.1365-313X.2004.02291.x
• Brzezowski P., Richter A. S., Grimm B. (2015). Regulation and function of tetrapyrrole biosynthesis in plants and algae. Biochim. Biophys. Acta 1847 968-985. doi: 10.1016/j.bbabio.2015.05.007

タイトルに関連する用語 (4件)： 植物 ,  テトラピロール ,  生合成 ,  ポルフィリン