Isolation of a Rice Genomic Clone Encoding Ribulose-1,5-bisphosphate Carboxylase

리블로스 1,5- 이인산 탄산화효소 유전자의 분리 및 특성규명

  • Park, Sung-Soon (Department of Agricultural Chemistry, Seoul National University) ;
  • Kim, Hee-Jin (Department of Agricultural Chemistry, Seoul National University) ;
  • Kim, Chung-Ho (Department of Agricultural Chemistry, Seoul National University) ;
  • Kim, Han-Jip (Department of Biology, Ajou University) ;
  • Lee, Jong-Seob (Department of Molecular Biology, Seoul National University) ;
  • Lee, Kwang-Woong (Department of Biology, Seoul National University) ;
  • Choi, Yang-Do (Department of Agricultural Chemistry, Seoul National University)
  • Published : 1994.10.31


To study the light-induced expression mechanism and protein transport into the chloroplast, a rice genomic clone (GrbcS) for the small subunit of ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase (rbcS) was isolated and its nucleotide sequence was determined. Nucleotide sequence analysis of GrbcS revealed that the gene consists of two exons interrupted by an intron, encoding a protein of 175 amino acids including a transit peptide of 47 amino acids. These structural features of GrbcS are consistent with those of other rbcS genes from monocot species. Genomic Southern blot analysis suggested that the rbcS genes are present as a relatively small multigene family in the rice genome. Comparison of the nucleotide and deduced amino acid sequences to other rice rbcSs shows close sequence similaritiy. Conserved DNA sequences present in other light-responsive genes are also found in the 5’ upstream region of GrbcS such as G-box, 3AF1-binding site and GATA site. The possible function of these putative regulatory elements are discussed.

Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase small subunit(rbcS)의 광유도 발현과 엽록체로의 단백질 이동 메카니즘을 연구하기 위해 벼의 게놈으로부터 rbcS 유전자를 분리하여(GrbcS) 그의 염기서열을 결정하였다. GrbcS의 유전자 염기서열 결정 결과, 단백질 암호부위는 한 개의 intron과 두 개의 exon으로 이루어져 있고 이들은 47개의 transit peptide를 포함하는 175개의 아미노산을 암호화하는 것으로 밝혀졌다. GrbcS의 이러한 구조적인 성질은 다른 단자엽 식물의 그것과 비교적 일치하고 genomic Southern blot analysis 결과 rbcS 유전자는 벼의 게놈상에 상대적으로 적은 규모의 multigene family로 존재한다는 것이 밝혀졌다. GrbcS의 유전자 염기서열과 그로부터 유추된 아미노산의 염기서열은 벼로부터 분리된 다른 rbcS와 매우 유사함을 보였고 다른 식물체로부터 분리된 그것과도 높은 유사성을 보였다. GrbcS의 5’ 앞쪽 부분에는 G-box, 3AF1-binding site, GATA site와 같은 광유도 발현 유전자에 공통적으로 존재하는 염기서열을 지니고 있었다.