Molecular mechanism of plant G-protein signaling

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K15727
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 43020:Structural biochemistry-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Fukuda Masahiro 東京大学, 大学院総合文化研究科, 特任助教 (80827155)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 構造生物学

Outline of Final Research Achievements

The heterotrimeric G-protein signaling pathway is one of the major systems for transmitting extracellular information into the cell. Although trimeric G-proteins are conserved in plants, their molecular mechanisms is largely different from those in animals. We have succeeded in purification of plant membrane protein samples. Cryo-electron microscopic analyses suggested that the particles assemble to form long aggregated structure in detergent micelle.

Free Research Field

構造生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

2017年にノーベル化学賞の対象となった技術であるクライオ電子顕微鏡法の台頭によって、Gタンパク質共役型受容体 (GPCR) とGタンパク質との複合体構造が次々に報告され、動物の三量体Gタンパク質の活性化/不活性化の分子機構が原子レベルで解明されつつある。しかし、植物のGタンパク質シグナルの分子機構はほとんど不明である。本研究ではそのような植物の膜タンパク質を介したGタンパク質シグナリングに着目し、構造生物学的研究を行った。その結果、これまでに精製の報告がない植物由来膜タンパク質の発現と精製に成功した。これは今後、植物の三量体Gタンパク質シグナル制御機構の理解を促進させると期待される。