2021 Fiscal Year Research-status Report
Studies on molecular mechanism of heme-dependent retrograde signaling in plant cells
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20K06681
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
増田 建 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (00242305)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ヘム / 葉緑体 / レトログレードシグナル / 情報伝達 / トランスポーター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、植物細胞におけるヘム依存レトログレードシグナルの分子機構の解明を目的としている。その解明には、情報伝達に関わる、感知、伝達、応答の機構を明らかにすることが重要である。今年度はヘム依存レトログレードシグナルの伝達機構の解明を目的として、ヘム結合性ABCトランスポーターの解析を中心に行った。
ヘム結合性を示したシロイヌナズナABCG23はヒトABCG2と同様、N末端側にヌクレオチド結合部位、C末端側に6回の膜貫通領域を有する、Half-molecule typeのABCトランスポーターである。ABCG23の5番目と6番目の膜貫通療育の間に、大きなループ領域が存在し、この領域のみでヘム結合性を示すことを見出している。さらに、このループ領域は他のポルフィリンに対しても結合親和性を持つことを、吸光スペクトルのシフトおよびトリプトファン消光実験により明らかにした。さらにこのループ領域内に存在する2つのシステイン残基が分子内ジスルフィド結合を形成すること、還元によりジスルフィド結合が解離するとヘム結合性が低下することを、ヘミンアガロース結合実験およびトリプトファン消光実験から明らかにした。さらにシステインを変異させた変異タンパク質を作出して解析した結果、これら2つのシステイン残基によるジスルフィド結合の形成がヘム結合性に関与することを明らかにした。
以上の結果は、ヒトのABCG2とは異なり、植物細胞内におけるレドックス状態に応じて、ループ領域内に形成されるジスルフィド結合により、シロイヌナズナABCG23のヘム輸送活性が制御されることを示唆している。
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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
レトログレードシグナルの伝達に関わる、ABCトランスポーターの解析については、順調に進展しているが、受容および応答に関わる機構の解析については、未着手の部分がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
シグナル伝達機構についての解析は、これまでの生化学的解析をさらに進展させていくとともに、分子遺伝学的による遺伝子機能の解析を進めていく予定である。
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| Causes of Carryover |
コロナ感染対策により在宅勤務が多くなり、所定の予算を使用できなかったため、次年度に使用することとした。
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Research Products
(8 results)
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[Book] 光合成2021
Author(s)
日本光合成学会編
Total Pages
213
Publisher
朝倉書店
ISBN
978-4-254-17176-1
