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2009 Fiscal Year Annual Research Report

一人三役の光センサー蛋白、光活性化アデニル酸シクラーゼの分子内ドメイン相互作用

Planned Research

Project AreaMolecular interaction and modal shift of cellular sensors
Project/Area Number 18077003
Research InstitutionThe Graduate University for Advanced Studies

Principal Investigator

渡辺 正勝  The Graduate University for Advanced Studies, 先導科学研究科, 教授 (40124226)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 伊関 峰生  総合研究大学院大学, 葉山高等研究センター, 上級研究員 (60414009)
Keywords光センサー / フラビン / 環状AMP / ドメイン相互作用 / 細胞行動
Research Abstract

光活性化アデニル酸シクラーゼ(PAC)の構造と機能に関して以下の成果を得た:大量発現系開発:ミドリムシ近縁生物であるリーシュマニア(Leishmania tarentolae)においてPAC発現系を構築した。この系は良好にPACを発現し、可溶性タンパク質として回収することができた。粗精製されたタンパク質は顕著なアデニル酸シクラーゼ活性を示し、しかもそれは光照射により増大した。これは異種発現系において生化学的にPACの光活性化能が確認された最初の例である。単一分子分光分析:前年度までに、東工大グループとの共同で、反射型対物レンズを機軸とした共焦点光学系を用いて、液体ヘリウム温度下におけるPACの単一分子蛍光測定をおこなってきた。その結果、PAC1分子には8個のFADが結合していることが示されたほか、PACには水素結合ネットワークの異なる2つの状態が存在し、これが光スイッチングを反映したものであることが示唆された。本年度はさらに単一分子の赤外吸収をモニターする新規手法の開発を行い、PACの活性化メカニズム解明へ向けての足掛かりができた。構造と機能に関する理論解析:前年度までに、PACの機能ドメインのホモロジーモデリングを行い、それを基にしたドッキング解析によりαサブユニットの対象性の良いモデルが構築できた。本年度はそれをβサブユニットに拡張し、PAC分子全体像のモデル化への基盤ができた。単粒子解析:大阪大グループとの共同で電子顕微鏡によるPACの単粒子解析を行った。前年度までに、ミドリムシから精製したPAC分子の三次元構造再構築に成功しており、その構造が上述のドッキング解析で推測されたPACのサブユニット構造に良く適合することが示された。さらに、ミドリムシの光受容オルガネラに見られる格子状構造もPACの配置で説明可能であることが示された。

  • Research Products

    (12 results)

All 2010 2009

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (6 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Flagellar motions in phototactic steering in a brown algal swarmer2010

    • Author(s)
      Matsunaga M, et al.
    • Journal Title

      Photochem. Photobiol. 86

      Pages: 374-381

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Complexarrayof endobiontsinPetalomonas sphagnophila, alargeheterotroph iceuglenidprotist fromSphagnum-dominatedpeatlands2010

    • Author(s)
      Eunsoo Kim, et al.
    • Journal Title

      The ISME Journal

      Pages: 1-13

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Action spectrum for the suppression of arylalkylamine N-acetyltransferase activity in the two-spotted spider mite Tetranychus urticae.2009

    • Author(s)
      Suzuki T, et al.
    • Journal Title

      Photochem. Photobiol. 85

      Pages: 214-219

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] UV tolerance in the two-spotted spider mite, Tetranychus urticae.2009

    • Author(s)
      Suzuki T, et al.
    • Journal Title

      J.Insect Physiol. 55

      Pages: 649-654

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Analysis of action spectra of UV-induced mutation in mouse skin.2009

    • Author(s)
      Ikehata T, et al.
    • Journal Title

      Photomed. Photobiol. 31

      Pages: 3-4

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 2種類のBLUFドメイン、AppAとPACの赤外分光解析2009

    • Author(s)
      岩田達也, 他
    • Organizer
      第47回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      徳島文理大学・徳島キャンパス・アスティ徳島(徳島)
    • Year and Date
      2009-11-01
  • [Presentation] 光活性化アデニル酸シクラーゼの単一タンパク質分光2009

    • Author(s)
      藤芳暁, 他
    • Organizer
      第3回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス(名古屋)
    • Year and Date
      2009-09-24
  • [Presentation] 褐藻遊走子の走光性:光で起こる後鞭毛の一過性の速い振動が遊泳方向を調節する2009

    • Author(s)
      松永茂, 他
    • Organizer
      日本植物学会第73回大会
    • Place of Presentation
      山形大学小白川キャンパス(山形)
    • Year and Date
      2009-09-17
  • [Presentation] Single molecule studies on fluorescence and 3-dimensional structure of photoactivated adenylyl cyclase (PAC), the sensor for photoavoidance in Euglena.2009

    • Author(s)
      Watanabe, et al.(招待講演)
    • Organizer
      The 13th Congress of the European Society for Photobiology
    • Place of Presentation
      The Faculty of Law, University of Wroclaw (Wroclaw, Poland)
    • Year and Date
      2009-09-08
  • [Presentation] Single molecule analyses of structure and function of photoactivated adenylyl cyclase (PAC), a sensor for photomovement in Euglena.2009

    • Author(s)
      Iseki M, et al.
    • Organizer
      熊本全日空ホテルニュースカイ(熊本)
    • Place of Presentation
      Congress Centre Dusseldorf (Dusseldorf, Germany)
    • Year and Date
      2009-06-20
  • [Presentation] 電子顕微鏡によるミドリムシ光センサータンパク質Photoactivated Adenylyl Cyclase (PAC)の構造解析2009

    • Author(s)
      宮崎直幸, 他
    • Organizer
      第9回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      熊本全日空ホテルニュースカイ(熊本)
    • Year and Date
      2009-05-21
  • [Book] 単細胞生物の「目」寺北明久・蟻川謙太郎編「見える光、見えない光:動物と光のかかわり」2009

    • Author(s)
      渡辺正勝、鈴木武士
    • Total Pages
      96-113
    • Publisher
      共立出版

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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