2022 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of Molecular Mechanisms of Protein Translocation across the Chloroplast Envelope
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19H03183
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
中井 正人 大阪大学, 蛋白質研究所, 准教授 (90222158)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 葉緑体 / タンパク質輸送 / タンパク質膜透過 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
葉緑体は、数千の葉緑体蛋白質が正しく葉緑体内へ運ばれることにより維持される。この輸送は外包膜と内包膜の蛋白質膜透過装置、TOCおよびTICと、Ycf2輸送モーターによって行われている。われわれはこれまでの解析でTICとYcf2輸送モーターがそれぞれ１メガダルトン、２メガダルトンという膜蛋白質複合体であることを明らかにし、すべての構成因子を決定した。またTOC複合体も１メガダルトンの複合体であることを報告している。これらメガコンプレックスがどのように連動して葉緑体蛋白質をサイトゾル側からストロマ側まで輸送しているのかについては、個々の複合体の立体構造レベルの情報が得られておらず、多くが未解決の問題として残されている。本研究計画の究極の目的は、植物を支える葉緑体の形成の根幹メカニズムである蛋白質輸送機構の全容を解明する点にある。葉緑体が有する光合成システムは、数千の葉緑体蛋白質が正しく葉緑体内へ運ばれアセンブリーすることにより維持されている。この輸送はATPの加水分解エネルギーを必要とし、外包膜と内包膜の蛋白質膜透過装置、TOCおよびTICトランスロコンと、Ycf2輸送モーターによって行われている。本研究計画では、これらの個別のメガコンプレックス、さらにはそれらの複合メガコンプレックスについて、クライオ電顕を用いた単粒子構造解析に適したサンプル調製方法を様々な角度から検討し、最終的にその手法を確立する事を目標として研究を進めた。ほぼ精製方法の確立を終え、実際に精製サンプルを用いたクライオ電顕観察と単粒子解析のステップに進んでいる。複合メガコンプレックスについても、精製方法確立の詰めの段階に入っている。本研究の進行の過程におい、必須因子Tic12を同定し、その重要性について明らかにした。また、紅藻類では緑色植物のTOCとは全く異なる装置が働いている可能性を示唆した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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