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新生鎖合成と連動する葉緑体蛋白質包膜透過の分子メカニズムの解明

Publicly Offered Research

Project AreaNascent-chain Biology
Project/Area Number 15H01535
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

中井 正人  大阪大学, たんぱく質研究所, 准教授 (90222158)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
Fiscal Year 2016: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2015: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Keywords蛋白質膜透過 / 蛋白質輸送 / オルガネラ / トランスロコン / 膜蛋白質複合体 / タンパク質 / 葉緑体 / 細胞内タンパク質輸送 / 植物 / 生体膜 / オルガネラ生合成
Outline of Annual Research Achievements

植物や藻類の葉緑体は外包膜および内包膜と呼ばれるの二重の生体膜に囲まれ、細胞質ゾルで合成される数千種類にもおよび葉緑体蛋白質前駆体の新生鎖はこの包膜を通過して運ばれる。本公募研究により、葉緑体蛋白質の新生鎖の内包膜透過は、内包膜の1メガダルトンのチャネル複合体TICと連動して膜透過を駆動する2メガダルトンのATPaseの輸送モーター複合体の働きによるものである事を明らかにし、この輸送モーター複合体の全構成因子を生化学的に同定する事に成功した。また、このATPase は長い進化の過程を経て多様化して現在のようなヘテロな構成因子からなる複合体となってきた事が分かった。この事は、内共生による葉緑体進化の過程で、2000種類を越える多様な葉緑体蛋白質を葉緑体内部に効率良く引き込むために、すなわち基質認識に多様性を生み出すために獲得してきたものであろう事を示唆している。加えて、一連の研究を通して、外包膜のTOC 内包膜のTIC そして輸送モーターが 物理的接触を持って機能している事を示す生化学的データを得る事に成功している。また、in vivo 解析系構築のために、培養条件をコントロールしやすい単細胞性緑藻においても、解析のために必須な情報である、TOC TIC モーター複合体の構成因子を、精製輸送中間体を用いた解析により、一括同定する事に成功している。この情報を基に、緑藻の輸送装置構成因子の抗体やタグを付加させ発現させた形質転換体の作成も進行し、in vivo 解析系のツールを整えることもできた。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 6 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Geneva(Switzerland)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] University of Munster(Germany)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Journal Article] 葉緑体のタンパク質輸送機構についてーシアノバクテリアの内共生から始まったユニークな進化2016

    • Author(s)
      中井 正人
    • Journal Title

      生物の科学:遺伝

      Volume: 70 Pages: 105-109

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] YCF1: A Green TIC2015

    • Author(s)
      Masato Nakai
    • Journal Title

      Plant Cell

      Volume: 27 Issue: 7 Pages: 1834-1838

    • DOI

      10.1105/tpc.15.00363

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The TIC complex uncovered: The alternative view on the molecular mechanism of protein translocation across the inner envelope membrane of chloroplasts2015

    • Author(s)
      Masato Nakai
    • Journal Title

      Biochim Biophys Acta.

      Volume: 1847 Issue: 9 Pages: 1-11

    • DOI

      10.1016/j.bbabio.2015.02.011

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Chloroplast protein import motor has evolved from a membrane-bound AAA protease.2016

    • Author(s)
      Masato Nakai
    • Organizer
      第39回 日本分子生物学会シンポジウム“ほどく、ひきぬく、歩く:AAA+ ATPaseの作動原理
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県、横浜市)
    • Year and Date
      2016-12-01
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Chloroplast protein import: Mechanisms and evolution.2016

    • Author(s)
      Masato Nakai
    • Organizer
      International Meeting 2016: Nascent Chain Biology
    • Place of Presentation
      富士レークホテル(山梨県、南都留郡)
    • Year and Date
      2016-09-01
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] The chloroplast protein import system: Evolution and mechanisms.2016

    • Author(s)
      Masato Nakai
    • Organizer
      Gordon Research Conference: Mitochondria & Chloroplast
    • Place of Presentation
      West Dover(アメリカ合衆国)
    • Year and Date
      2016-06-19
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Chloroplast Protein Import System2015

    • Author(s)
      Masato Nakai
    • Organizer
      BMB2015 日本生化学会・日本分子生物学会 合同大会 シンポジウム "オルガネラバイオロジー:細胞の構造と機能の新しい姿"
    • Place of Presentation
      ポートピアホテル, 神戸
    • Year and Date
      2015-12-02
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Evolution of the Chloroplast Protein Import System2015

    • Author(s)
      Masato Nakai
    • Organizer
      2015 International Meeting of "Matryoshka-type Evolution"
    • Place of Presentation
      筑波大学大学会館本館, 筑波
    • Year and Date
      2015-10-02
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Evolution of the Chloroplast Protein Import System2015

    • Author(s)
      Masato Nakai
    • Organizer
      Integrated Microbial Biodiversity Program Meeting
    • Place of Presentation
      Canada, Victoria
    • Year and Date
      2015-05-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2015-04-16   Modified: 2018-03-28  

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