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葉緑体ATP合成酵素の酸化ストレスによる失活の分子機構とその防御

Research Project

Project/Area Number 12F02389
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field 植物分子生物・生理学
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

久堀 徹  東京工業大学, 資源化学研究所, 教授 (40181094)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) BUCHERT Felix  東京工業大学, 資源化学研究所, 外国人特別研究員
BUCHERT EBERHARD Felix  東京工業大学, 資源化学研究所, 外国人特別研究員
BUCHERT F.E.  東京工業大学, 資源化学研究所, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2014: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
KeywordsATP合成酵素 / 活性酸素 / βサブユニット / DELSEED領域 / γサブユニット / 酸化還元制御 / メチオニン / 葉緑体
Outline of Annual Research Achievements

活性酸素(ROS)ストレスで特異的に攻撃される葉緑体ATP合成酵素の生化学的な解析により、ROSによって攻撃される部位がγサブユニット上の複数のメチオニン残基であることが明らかにされている。このメチオニン残基の近傍は、γとβの相互作用領域と想定されるため、この近傍のアミノ酸にCys置換を行って分子間架橋を可能にすること、および、側鎖の大きなアミノ酸に置換して空間的な制約を与えることなどにより、γの特徴的な制御である酸化還元制御に影響のあるアミノ酸残基の特定を試みた。その結果、立体構造上特定の位置関係にあるβとγのアミノ酸の間で、特異的に分子間架橋が可能なこと、および、この架橋がγの酸化還元に影響されることが分かった。上述のROS感受性に関与するアミノ酸領域におけるβサブユニットとγサブユニットの相互作用が、この酵素の活性制御に最も基本的に役割を果たしているADP阻害機構を制御すること、および、酸化による酵素活性の抑制に深く関与していることが明らかになった。中でも、βサブユニットのDELSEED領域と呼ばれる分子下部に位置する領域は、γサブユニットのネック領域との相互作用をしており、複数のアミノ酸がこの相互作用に関与していることが明らかになった。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Redox regulation of CF1-ATPase involves interplay between the gamma-subunit neck region and the turn region of the betaDELSEED-loop2015

    • Author(s)
      Felix Buchert, Hiroki Konno, Toru Hisabori
    • Journal Title

      Biochimica et Biophysica Acta - Bioenergetics

      Volume: 1847 Issue: 4-5 Pages: 441-450

    • DOI

      10.1016/j.bbabio.2015.01.013

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Redox regulation of cyanobacterial chimera F1-ATPase comprises interplay between the γ-subunit “neck” region and the turn region of the βDELSEED-loop2014

    • Author(s)
      Felix Buchert, Toru Hisabori
    • Organizer
      EBEC 2014
    • Place of Presentation
      リスボン大学(ポルトガル・リスボン)
    • Year and Date
      2014-07-13 – 2014-07-17
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Redox Regulation of Cyanobacterial Chimera F1-ATPase Comprises Interplay between the γ-subunit “Neck” Region and the Turn Region of the βDELSEED-Loop2014

    • Author(s)
      Felix Buchert, Toru Hisabori
    • Organizer
      Tokyo ATPase Workshop
    • Place of Presentation
      東京大学(文京区本郷)
    • Year and Date
      2014-06-02 – 2014-06-03
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] The chloroplast ATP synthase contains critical targets of reactive oxygen species2013

    • Author(s)
      Buchert Felix E.
    • Organizer
      第54回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2013-03-23
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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