• 제목/요약/키워드: Synechocystis PCC 6803

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람세균 Synechocystis sp. PCC 6803 PTX의 주광성 운동에 미치는 몇가지 대사 억제제의 효과 (Effects of Some Metabolic Inhibitors on Phototactic Movement in Cyanobacterium Synechosystis sp. PCC 6803 PTX)

  • 박영총
    • Journal of Plant Biology
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    • 제38권1호
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    • pp.87-93
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    • 1995
  • 최근에 Synechocystis sp. PCC 6803 중에 한 균주가 고체 한천 배지상에서 일정한 조명(300-1000 lux) 방향을 따라 활주 운동하는 것을 관찰하여 이 종을 S. 6803 PTX라고 명명하고 이의 주광성 운동에 대한 생리학적 특징을 이해하기 위하여 몇 가지 대사 억제제와 신호 전달 차단제의 주광성 운동에 미치는 효과를 조사하였다. DCMU는 광계 II로부터 광계 I의 일차 전자 수용체인 플라스토퀴논으로의 비순환성 광합성 전자전달을 억제하는 억제자로서 $100\;\mu\textrm{M}$의 농도에서는 주광성 운동을 억제하지 못하였다. 그러나 호흡에 의한 전자전달 억제제인 sodium azide를 처리하였을 경우에는 S. 6803 PTX에서 심하게 장해를 받았다. 이러한 관찰 결과는 주광성 운동의 주동력원이 광인산화 과정보다는 호흡에 의한 산화적인 인산화과정에 주로 연관되어 있음을 보여주었다. 또한, 세포를 CCCP나 DNP와 같은 막상의 uncoupler를 처리하였을 때, 세포내 ATP 농도를 저하시키거나 세포질막에 수소 이온의 전기화학구배($\Delta\mu_{H}+$)를 제거시키나, 이러한 화합물들은 주광성 운동에 뚜렷한 영향은 주지 못하였다. 이러한 결과와는 달리, H+-F0F1 ATPase에 민감하게 억제 작용을 나타내는 DCCD나 NBD의 처리는 세포내 ATP만 고갈시키고 막상에서 $\Delta\mu_{H}+$는 그대로 유지시키는 작용을 하는데, 이러한 DCCD나 NBD는 주광성 운동에 대해서는 심하게 억제 현상을 나타내었다. 또한, 특이성 calcium ionophore 중의 하나인 A23187의 처리는 양성 주광성에 심하게 장해를 주었다. 아마도 Ca2+ 유동은 주광운동 방향성의 신호전달 과정에 중요하게 관련되어 있는 것으로 나타났다. 마지막으로 S-adenosyl methionine과 같은 메틸 공여체의 고갈이 S. 6803 PTX 균주의 주광성 반응에 영향을 주는지를 알아보기 위하여 에티오닌을 BG11을 한천 배지에 첨가하였다. 이 생물종의 광운동은 에티오닌의 농도가 증가됨에 따라 일정하게 억제되다가 0.5mM에서 주광성 운동을 완전히 억제시켰다. 이것은 광수용 기작이 Escherichia coil나 Salmonella typhimurium에서 발견된 메틸기 수용 주화성 단백질과 같은 메틸화/탈메틸화 과정에 의하여 조절될 가능성을 보여주고 있음을 의미한다.

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Synechocystis sp. PCC 6803의 에너지 대사 결함 돌연변이 균주에서의 Poly(3-hydroxybutyrate) 축적량 증진 (Enhanced PHB Accumulation in Photosystem- and Respiration-defective Mutants of a Cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803)

  • 김수연;최강국;박연일;박영목;양영기;이영하
    • 미생물학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.67-73
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    • 2005
  • 본 연구에서는 남세균인 Synechocystis sp. PCC 6803 (Syn6803)을 대상으로 transposable element Tn5를 이용하여 획득된 1,200여 돌연변이주로부터 모균주에 비하여 PHB 축적량이 크게 증진된 균주를 선별하고, Tn5 삽입에 의해 결함을 나타낸 유전자를 확인함으로써 Syn6803에서의 PHB 생합성에 영향을 주는 세포내 생리학적 요인을 조사하고자 하였다. 모균주인 야생형 균주의 경우 질소원이 제한된 $BG11_0$ 배지에서의 PHB 생합성량이 건체량의 $4\%$ (w/w) 수준인데 반하여, $10-34\%$의 생합성량을 보이는 25개의 돌연변이 균주를 얻을 수 있었다. Inverse PCR을 이용하여, 선별된 돌연변이 균주내 돌연변이가 일어난 유전자를 조사한 결과, 아직까지 그 기능이 규명되지 않은 유전자가 대부분이었으나, NADH-ubiquinone oxidoreductase, O-succinylbenzoic-CoA ligase 또는 photosystem II PsbT protein과 같이 광합성과 호흡에 관여하는 유전자에 돌연변이가 일어난 4 균주와 histidine kinase가 결여된 1균주가 확인되었다. 이들 균주를 대상으로pulse-amplitude modulated fluorometer를 이용하여 세포내 $NAD(P)H/NAD(P)^+$비를 측정한 결과, 에너지 대사 흐름의 차단에 의해 세포내의 $NAD(P)HNAD(P)^+$비가 모균주에 비하여 현저하게 높은 것으로 나타났다. 이는 잉여의 전자로 포화된 세포, 즉 NAD(P)H에 의해 환원적 상태를 유지하고 있는 세포의 경우 PHB 축적 이 증진될 수 있음을 시사한다. 이러한 사실은 인위적으로 광합성과 호흡 관련 유전자가 제거되어 $NAD(P)H/NAD(P)^+$비가 높아진 것으로 알려진 다수의 Syn6803 돌연변이 균주들을 대상으로 PHB 생합성량을 조사한 결과로부터 재확인되었다.

Sll0396 regulates transcription of the phycocyanin genes in Synechocystis sp. PCC 6803

  • Oh, In-Hye;Kim, Ho-San;Chung, Young-Ho;Kim, Young-Hye;Park, Young-Mok
    • Plant Biotechnology Reports
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    • 제4권3호
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    • pp.193-199
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    • 2010
  • An olive-green mutant was generated in Synechocystis sp. strain PCC 6803 by inactivation of the sll0396 gene. Whole-cell absorption spectra of the mutant revealed the missing of phycocyanin peak. An investigation of the low-temperature fluorescence emission spectra revealed that the $sll0396{\Omega}$ mutant has a reduced amount of phycocyanin. Western blot analysis showed that the mutant contained less phycocyanin ${\beta}$- and ${\alpha}$-subunits and lacked the 30- and 32-kDa linker polypeptides, and northern blot analysis revealed that the transcription of the 1.4-kb cpcBA gene encoding the phycocyanin ${\beta}$- and ${\alpha}$-subunits was lower in the mutant. The Sll0396 protein has a DNA-binding motif and shares homology with known response regulators. Our results indicate that Sll0396 plays a regulatory role in the transcription of the phycocyanin genes during phycobilisome synthesis.

Characterization of Spermidine Transport System in a Cyanobacterium, Synechocystis sp. PCC 6803

  • Raksajit, Wuttinun;Yodsang, Panutda;Maenpaa, Pirkko;Incharoensakdi, Aran
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제19권5호
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    • pp.447-454
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    • 2009
  • The transport of spermidine into a cyanobacterium, Synechocystis sp. pec 6803, was characterized by measuring the uptake of $^{14}C$-spermidine. Spermidine transport was shown to be saturable with an apparent affinity constant ($K_m$) value of $67{\mu}M$ and a maximal velocity ($V_{max}$) value of 0.45 nmol/min/mg protein. Spermidine uptake was pH-dependent with the pH optimum being 8.0. The competition experiment showed strong inhibition of spermidine uptake by putrescine and spermine, whereas amino acids were hardly inhibitory. The inhibition kinetics of spermidine transport by putrescine and spermine was found to be noncompetitive with $K_i$ values of 292 and $432{\mu}M$, respectively. The inhibition of spermidine transport by various metabolic inhibitors and ionophores suggests that spermidine uptake is energy-dependent. The diminution of cell growth was observed in cells grown at a high concentration of NaCl. Addition of a low concentration of spermidine at 0.5 mM relieved growth inhibition by salt stress. Upshift of the external osmolality generated by either NaCl or sorbitol caused an increased spermidine transport with about 30-40% increase at 10 mosmol/kg upshift.

Identification of a Glucokinase that Generates a Major Glucose Phosphorylation Activity in the Cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803

  • Lee, Jung-Mi;Ryu, Jee-Youn;Kim, Hyong-Ha;Choi, Sang-Bong;de Marsac, Nicole Tandeau;Park, Youn-Il
    • Molecules and Cells
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    • 제19권2호
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    • pp.256-261
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    • 2005
  • In silico analysis of genome of the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 identified two genes, slr0329 and sll0593, that might participate in glucose (Glc) phosphorylation (www.kazusa.or.jp/cyano). In order to determine the functions of these two genes, we generated deletion mutants, and analyzed their phenotypes and enzymatic activities. In the presence of 10 mM Glc, wild-type (WT) and slr0329 defective strain (M1) grew fast with increased respiratory activity and NADPH production, whereas the sll0593 deletion mutant (M2) failed to show any of the Glc responses. WT and M1 were not significantly different in their glucokinase activity, but M2 had 90% less activity. Therefore, we propose that Sll0593 plays a major role in the phosphorylation of glucose in Synechocystis cells.

Type II Isopentenyl Diphosphate Isomerase로서 Synechocystis sp. PCC6803의 sll1556의 작용 특성 (Functional Characterization of sll1556 of Synechocystis sp. PCC6803 as Type II Isopentenyl Diphosphate Isomerase)

  • 조갑연
    • 한국식품영양학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.526-530
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    • 2010
  • Synechocystis sp. PCC6803의 type II Isopentenyl diphosphate isomerase gene(sll1556, Syidi2)의 특성을 살펴보기 위하여 ${\Delta}idi$인 E. coli $DH5{\alpha}$를 제작하고, 이 균주에서 cloning하고 발현시켰다. 라이코펜 합성 유전자들(crtE, crtB, and crtI)과 mevalonate pathway 유전자들(MvK1, MvK2, Mvd)를 함유한 ${\Delta}idi$ E. coli $DH5{\alpha}$ 균주를 mevalonate가 함유된 LB 배지에서 배양하면 mevalonate pathway 유전자들을 함유한 E. coli $DH5{\alpha}$균주는 mevalonate에 의해 생성된 isopentenyl diphosphate의 독성에 의해 매우 느린 성장을 보였다. 라이코펜 합성유전자들과 mevalonate 합성유전자들을 함유한 ${\Delta}idi$ E. coli $DH5{\alpha}$ 균주에 Syidi2를 도입한 결과, mevalonate가 함유된 LB배지에서 균체의 성장이 완전히 회복되었으며, 라이코펜이 합성되었음을 나타내는 붉은 균락이 형성되었다. 이에 따라, SyIdi1과 ECidi를 도입하여 비교한 결과, 라이코펜 합성 유전자들과 mevalonate pathway 유전자들을 함유한 ${\Delta}idi$ E. coli $DH5{\alpha}$ 균주 자체와 SyIdi1을 도입한 라이코펜 합성 유전자들과 mevalonate pathway 유전자들을 함유한 ${\Delta}idi$ E. coli $DH5{\alpha}$ 균주는 IPP의 독성에 의해 성장이 매우 느렸으나, SyIdi2, RSidi, HPidi, 및 ECidi를 함유하고 있는 ${\Delta}idi$ E. coli $DH5{\alpha}$ 균주는 균체의 성장과 라이코펜의 합성을 완전히 회복하였으며, 그중 가장 우수한 라이코펜 생합성 결과를 나타낸 것은 pSUP-LYCSyIdi2로서 균체당 라이코펜 생성량이 control 대비 2.8배이었다.