グリセロール-3-リン酸デヒドロゲナーゼとホスファターゼ活性を備えたマルチドメイン酵素は、クラミドモナスreinhardtiiのグリセロール合成のための葉緑体合成の葉緑体経路に関与しています

藻類のユニークな特徴を理解することは、藻類の生体燃料と生体材料の生産の原料としての可能性を最大限に発揮するために必要な場合があります。窒素剥離下で、グリーン藻類C. reinhardtiiは、Glycerol-3--ホスホリドルゲーゼ（GPDDIDRURDRURIDROGERASE（GPD2）を融合して推定ホスホセリンホスファターゼ（PSP）モチーフを使用してマルチドメイン酵素（PSP）を伴うマルチドメイン酵素をコードする遺伝子GPD2の実質的なトリアシルグリセロール（TAG）の蓄積とアップレギュレーションを示しました。）ドメイン。標準的なGPD酵素は、ジヒドロキシアセトンリン酸（DHAP）の減少により、グリセロール-3-リン酸（G3P）の合成を触媒します。G3pは、タグと膜のグリセロ脂質の骨格を形成し、浸透圧スタビライザーであるグリセロール、高張ストレス下で互換性のある溶質を生成するために脱リン酸化できます。組換えクラミドドモナスGPD2は、in vitroでレダクターゼおよびホスファターゼ活性の両方を示し、グリセロールをDHAPから直接合成できる二機能性酵素として機能することができます。さらに、GPD2とグリセロールキナーゼをコードする遺伝子は、高塩分にさらされたクラミドドモナス細胞でアップレギュレートされました。GPD2のRNAを介したサイレンシングは、窒素欠乏下でのタグの蓄積と高塩分下でのグリセロール合成にマルチドメイン酵素が必要であることを明らかにしました。さらに、GPD2-MCHERRY融合タンパク質が葉緑体に局在することがわかったため、高浸透圧ストレスに応答してグリセロールの迅速な合成のためのGPD2依存性色素体経路の存在を支持しました。PSP-GPDマルチドメイン酵素のレダクターゼおよびホスファターゼ活性は、翻訳後修飾/メカニズムによって調節される可能性があると仮定し、主にG3Pまたはグリセロールを合成することができると仮定します。

Understanding the unique features of algal metabolism may be necessary to realize the full potential of algae as feedstock for the production of biofuels and biomaterials. Under nitrogen deprivation, the green alga C. reinhardtii showed substantial triacylglycerol (TAG) accumulation and up-regulation of a gene, GPD2, encoding a multidomain enzyme with a putative phosphoserine phosphatase (PSP) motif fused to glycerol-3-phosphate dehydrogenase (GPD) domains. Canonical GPD enzymes catalyze the synthesis of glycerol-3-phosphate (G3P) by reduction of dihydroxyacetone phosphate (DHAP). G3P forms the backbone of TAGs and membrane glycerolipids and it can be dephosphorylated to yield glycerol, an osmotic stabilizer and compatible solute under hypertonic stress. Recombinant Chlamydomonas GPD2 showed both reductase and phosphatase activities in vitro and it can work as a bifunctional enzyme capable of synthesizing glycerol directly from DHAP. In addition, GPD2 and a gene encoding glycerol kinase were up-regulated in Chlamydomonas cells exposed to high salinity. RNA-mediated silencing of GPD2 revealed that the multidomain enzyme was required for TAG accumulation under nitrogen deprivation and for glycerol synthesis under high salinity. Moreover, a GPD2-mCherry fusion protein was found to localize to the chloroplast, supporting the existence of a GPD2-dependent plastid pathway for the rapid synthesis of glycerol in response to hyperosmotic stress. We hypothesize that the reductase and phosphatase activities of PSP-GPD multidomain enzymes may be modulated by post-translational modifications/mechanisms, allowing them to synthesize primarily G3P or glycerol depending on environmental conditions and/or metabolic demands in algal species of the core Chlorophytes.