2010 Fiscal Year Annual Research Report
新規光受容体シアノバクテリオクロムファミリーの光受容機構の解明
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20370018
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
池内 昌彦 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (20159601)
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| Keywords | 光受容体 / シアノバクテリア / シアノバクテリオクロム / 走光性 / 補色順化 / フィコシアノビリン / 再構成 / 結晶構造 |
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| Research Abstract |
NpCcaSを単離し、赤/緑吸収型の可逆的光変換をすること、自己リン酸化活性は緑色光照射で大きく促進される緑色光受容体であることを明らかにした。Nostoc punctiformeにおいてNpccaSおよびそのパートナー転写因子NpccaR、標的遺伝子NpcpeC NpcpcG2 NpcpeR1を破壊した。この表現型解析から、NpCcaS/NpCcaRは緑色光に応答して、フィコエリスリンの合成、蓄積を促進する補色順化調節のキープレーヤーであることを明らかにした。
緑色光照射で誘導されるCpcG2が新規のフィコビリソームを形成し、光化学系I複合体に結合していることをSynechocystisとAnabaena sp.PCC 7120をもちいて示した。これは光順化応答が光合成の光捕集機構の重要な環境センサーであることを示している。
AnPixJとTePixJの結晶構造を決定した。これによって、シアノバクテリオクロムの光受容にかかわる重要な構造的特徴として、テトラピロール発色団を固定する機構や官能基を固定する機構などの多様な構造的特徴を解明した。
好熱性シアノバクテリアのメンバーTeTlr0924を解析し、フィコビオロビリン結合型のシアノバクテリオクロムであること、シグナルアウトプットドメインとしてジグアニル酸シクラーゼ活性があること、青色光照射でこの活性が大きく上昇することこと、この遺伝子は同種の好熱性シアノバクテリアの光・低温凝集に必須の因子であることを解明した。
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