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センサータンパク質における多様な機能獲得機構の解析

Research Project

Project/Area Number 18770135
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Biophysics
Research InstitutionNara Institute of Science and Technology

Principal Investigator

山崎 洋一  Nara Institute of Science and Technology, 物質創成科学研究科, 助教 (40332770)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Keywords光生物科学 / PASドメイン / センサータンパク質
Research Abstract

本研究では、センサータンパク質のPASドメイン部位における多様な機能獲得機構をその補欠分子に着目して、解析した。同一の補欠分子を持ちながら異なる反応を示すPASドメインタンパク賢として同一のp-クマル酸を有する2種類のPhotoactive Yellow Protein(PYP)について、その分光学的な特性の解析を行った。その結果、この2種類のPASドメインタンパク質はアミノ酸の類似性が約60%にもかかわらず、その可視吸収スペクトル、光反応性に大きな違いが現れていることが、明らかになった。しかし、さらに詳細に、光反応を解析して、その分光学的な分子種を同定していくと、両者の分光学的な相違は、局所環境で違い付けられた性質であることが示され、基本的には同一のメカニズムで達成されていることが明らかになった。具体的には、両者の極端に異なる反応速度の違い一部は、2つの保存性の低い残基によって調整さてており、非保存性のアミノ酸残基による多様な性質の獲得を示していた。また。相互作用タンパク質との反応性についても、このような反応速度の違いは寄与していると考えられ、保存性残基の土台の上に、異なる機能を表現していく非保存性の残基の役割が記述されていることが考えられた。また、補欠分子を持たない光合成色素合成遺伝子発現抑制因子(PPSR)におけるPASドメインの役割を、その相互作用タンパク質であるAPPAとの相互作用において検証した。その結果、PPSRに2個存在するPASドメインのうち1つが、相互作用における接触部位であることを明らかにした。このさい、今まで機能未知であったAPPAタンパク質のC末端部位に結合することも同時に明らかにした。以上のことから、PASドメイン部位が、タンパク質-タンパク質相互作用部位であると同時に、その相互作用が補欠分子の状態に影響を与えていることが示唆された。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2008 2007 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Diverse roles of glycine residues conserved in photoactive yellow protein2008

    • Author(s)
      Imamoto Y, Tatsumi S, Harigai M, Yamazaki Y, Kamikubo H, Kataoka M
    • Journal Title

      Biophys J. 94

      Pages: 3620-3628

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Attempt to simplify the amino-acid sequence of photoactive yellow protein with a set of simple rules.2007

    • Author(s)
      Shirai K, Yamazaki Y, Kamikubo H, Imamoto Y, Kataoka M
    • Journal Title

      Proteins. (in press)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Characterization of the solution structure of the M intermediate of photoactive yellow protein using high-angle solution x-ray scattering2007

    • Author(s)
      Kamikubo H, Shimizu N, Harigai M, Yamazaki Y, Imamoto Y, Kataoka M
    • Journal Title

      Biophys J. 92

      Pages: 3633-3642

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Preparation of large crystals of photoactive yellow protein for neutron diffraction and high resolution crystal structure analysis2007

    • Author(s)
      Yamaguchi S, Kamikubo H, Shimizu N, Yamazaki Y, Imamoto Y, Kataoka M
    • Journal Title

      Photochem Photobiol. 83

      Pages: 336-338

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Array of Aromatic Amino Acid Side Chains Located Near the Chromophore of Photoactive Yellow Protein.2007

    • Author(s)
      Morishita T, Harigai M, Yamazaki Y, Kamikubo H, Kataoka M, Imamoto Y
    • Journal Title

      Photochem Photobiol. 83

      Pages: 280-285

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Role of the N-terminal Region in the Function of the Photosynthetic Bacterium Transcription Regulator PpsR.

    • Author(s)
      Yamazaki Y, Fukusumi H, Kamikubo H, Kataoka M.
    • Journal Title

      Photochem. Photobiol. (in press)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Photoreaction of the Photoactive Yellow Protein Domain in the Light Sensor Histidine Kinase Ppr is Influenced by the C-terminal Domains.

    • Author(s)
      Kamikubo H, Koyama T, Hayashi M, Shirai K, Yamazaki Y, Imamoto Y, Kataoka M
    • Journal Title

      Photochem. Photobiol. (in press)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Identification of spectral species in the Photoactive Yellow Protein of Rhodobacter capsulatus.2007

    • Author(s)
      Y. Yamazaki, H. Kamikubo, Y. Imamoto, M. Kataoka
    • Organizer
      日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2007-12-23
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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