2012 Fiscal Year Annual Research Report
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
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12F02389
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
久堀 徹 東京工業大学, 資源化学研究所, 教授
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
BUCHERT F.E. 東京工業大学, 資源化学研究所, 外国人特別研究員
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| Keywords | ATP合成酵素 / 活性酸素 / γサブユニット / 葉緑体 / メチオニン |
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| Research Abstract |
高等植物葉緑体が活性酸素(ROS)ストレスを受けたときに、ATP合成酵素が特異的に攻撃を受けることが明らかになっている。さらに、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分子内の位置は、α3β3六量体の形成するリングの入り口付近のγの接触面に近く、両者の相互作用が影響を受けることが考えられるが、その分子的な実体はまだ明らかではない。この分子の接触面の詳細を調べることを目的として、シアノバクテリアATP合成酵素複合体発現系を利用して、ROS攻撃部位の詳細な検証、攻撃部位アミノ酸への変異導入による耐性付与の可否、1分子回転観察系を用いた酵素の挙動を調べ、葉緑体型ATP合成酵素のROSによる不活性化の分子機構を明らかにすることを目指して研究を実施した。
初年度は、γサブユニット上のROS感受性アミノ酸側鎖の特定について、研究を実施した。シアノバクテリアのATP合成酵素発現系を利用して、まず、これまでホウレンソウ葉緑体ATP合成酵素のγサブユニット上の感受性アミノ酸として推定されていたアミノ酸を疎水性アミノ酸に置換した変異体を作成し、酵素活性に対する影響、ROS感受性の変化を調べた。研究の過程で、変異体タンパク質のLDAO感受性が野生型とは著しく異なることを見いだした。LDAO感受性は、酵素のADP阻害の指標となるものであり、今回導入した変異が活性中心のADP阻害感受性に影響している可能性がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度は、シアノバクテリア複合体酵素に、葉緑体レベルで明らかになっている標的メチオニンの変異導入を行い、酸化ストレス感受性の変化を調べることを目的としており、変異体の作成、解析について予定通り進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
酸化ストレス耐性の付与については、さらにアミノ産地間を検討する必要がある。また、今回の研究でADP阻害感受性の変化が見られたので、その原因を探る研究を進める。さらに、ATP合成酵素複合体(FoF1)における変異の影響にも研究を展開することを計画している。
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