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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Analysis of the redox equivalent distribution for the redox network of photosynthetic organisms

Research Project

Project/Area Number 15H04384
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

久堀 徹  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (40181094)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 原 怜  東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (70624815)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywordsレドックス可視化 / チオレドキシン / 酸素 / 活性酸素
Outline of Annual Research Achievements

光合成の制御に特に重要な要素である「還元力の分配機構」を理解するためには、生体内酸素濃度の動態、光合成系に関わる酵素のレドックス動態、非光合成条件下で酸化に関わる因子の動態、さらには、レドックス調節の主役であるチオレドキシンの動態など、電子の流れ情報が必須である。そこで、本年度も以下の5項目について研究を実施した。①光合成生物のレドックス応答タンパク質の動態のリアルタイムの解析ついては、葉緑体チオレドキシンアイソフォームの還元系路、およびチオレドキシンから下流への電子伝達経路の速度論的解析を行った。②光合成生物の細胞内レドックス動態のリアルタイム解析については、新規に開発したレドックス応答蛍光タンパク質を利用して、f型およびm型のチオレドキシンアイソフォームの酸化還元動態を調べた。③レドックス関連小分子の動態解析では、動物細胞の実験系を利用して、引き続き還元型グルタチオンによる酸化型酵素の生体内での還元とその機能解析を行った。④チオレドキシンのレドックスに応じた動態のリアルタイム解析では、前年度に引き続き、チオレドキシンf型あるいはm型と蛍光タンパク質の融合タンパク質を作成し、遺伝子レベルでヒメツリガネゴケに導入した。蛍光レベルで発現の強いものを選抜し、アンピシリン培地での巨大葉緑体の作成による葉緑体内での観察を実施した。⑤植物細胞内の酸素濃度測定系の開発では、細菌ヘムタンパク質とGFPの融合タンパク質のリンカー部分の構造に着目し、酸素の有無による蛍光強度比が2倍以上の高感度なセンサータンパク質の作成に成功した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (17 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 3 results) Remarks (3 results)

  • [Int'l Joint Research] Heinrich-Heine University Duesseldorf/Bioeconomy Science Center(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      Heinrich-Heine University Duesseldorf/Bioeconomy Science Center
  • [Journal Article] Thioredoxin regulates G6PDH activity by changing redox states of OpcA in the nitrogen-fixing cyanobacterium Anabaena sp. PCC 7120.2018

    • Author(s)
      Mihara S, Wakao H, Yoshida K, Higo A, Sugiura K, Tsuchiya A, Nomata J, Wakabayashi KI, Hisabori T.
    • Journal Title

      Biochem J.

      Volume: 475 Pages: 1091-1105

    • DOI

      10.1042/BCJ20170869

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] チオレドキシンファミリーとエネルギー代謝2018

    • Author(s)
      久堀徹
    • Journal Title

      実験医学(増刊)

      Volume: 36 Pages: 87-93

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Distinct electron transfer from ferredoxin-thioredoxin reductase to multiple thioredoxin isoforms in chloroplasts.2017

    • Author(s)
      Yoshida K, Hisabori T.
    • Journal Title

      Biochem J.

      Volume: 474 Pages: 1347-1360

    • DOI

      10.1042/BCJ20161089

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 葉緑体機能を統御するレドックス制御ネットワーク2017

    • Author(s)
      吉田 啓亮,久堀 徹
    • Journal Title

      生化学(日本生化学会編)

      Volume: 89 Pages: 432-435

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] レドックスを基盤とした植物オルガネラの機能統御ネットワーク2018

    • Author(s)
      吉田啓亮
    • Organizer
      日本植物生理学会年会
    • Invited
  • [Presentation] Anabaena sp. PCC7120のチオレドキシン還元酵素およびチオレドキシンの機能解析2018

    • Author(s)
      見原翔子、吉田啓亮、若林憲一、久堀徹
    • Organizer
      第59回日本植物生理学会年会
  • [Presentation] Proteomics can deeply unravel the Trx pathway and its specificity2018

    • Author(s)
      Deschoenmaker F., Mihara Shoko, Niwa Tatsuya, Taguchi Hideki, Hisabori Toru
    • Organizer
      第59回日本植物生理学会年会
  • [Presentation] チオレドキシンセンサータンパク質THIS2018

    • Author(s)
      杉浦一徳、横地佑一、久堀徹
    • Organizer
      第59回日本植物生理学会年会
  • [Presentation] 葉緑体を統御するレドックス制御ネットワーク2017

    • Author(s)
      吉田啓亮
    • Organizer
      第8回日本光合成学会シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] Anabaena sp. PCC 7120のチオレドキシンとレドックス制御2017

    • Author(s)
      久堀徹、見原翔子、Frederic Deschoenmaeker、丹羽達也、田口英樹
    • Organizer
      藍藻の分子生物学 2017
    • Invited
  • [Presentation] 葉緑体レドックス制御のボトルネック2017

    • Author(s)
      吉田啓亮、久堀徹
    • Organizer
      日本植物学会第81回大会
  • [Presentation] 植物ミトコンドリアのスクシニルCoAリガーゼの基質特異性とレドックス制御2017

    • Author(s)
      西山真穂、吉田啓亮、若林憲一、久堀徹
    • Organizer
      日本植物学会第81回大会
  • [Presentation] ピルボイルテトラヒドロプテリン合成酵素のレドックス制御機構の解析2017

    • Author(s)
      原怜、安岡達矢、一瀬宏
    • Organizer
      日本ビタミン学会第69回大会
  • [Remarks] 東京工業大学科学技術創成研究院化学生命科学研究所 久堀・若林研究室

    • URL

      http://www.res.titech.ac.jp/~junkan/Hisabori_HomePage/index.html

  • [Remarks] 化学生命科学研究所 最新の研究「シアノバクテリアのレドックス制御システムの重要性」

    • URL

      http://www.res.titech.ac.jp/news/reserch/reserch201706.html

  • [Remarks] 東工大ニュース「葉緑体機能の制御に重要な新たな還元力伝達経路」

    • URL

      https://www.titech.ac.jp/news/2016/035516.html

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Published: 2018-12-17   Modified: 2022-08-30  

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