2012 Fiscal Year Annual Research Report
葉緑体のレドックス代謝を駆動する蛋白質群の弱い分子間相互作用の包括的解析
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24370021
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
長谷 俊治 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (00127276)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池上 貴久 大阪大学, 蛋白質研究所, 准教授 (20283939)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 葉緑体 / レドックス代謝 / フェレドキシン / 酸化還元酵素 / 分子間相互作用 |
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| Research Abstract |
本研究課題で策定した研究を行うための陣容が整い、初年度研究が順調にスタートした。現時点での研究状況を以下にまとめる。
1)グルタミン酸合成酵素(GOGAT)とFdの電子伝達複合体の構造解析はほぼ完了した。GOGATの相互作用領域の改変体群を作製してFdとの相互作用力の変化を系統的に調べることにより、この複合体構造の評価を生化学的に進行中である。
2)亜硝酸還元酵素(NiR)とFdの電子伝達複合体構造解析はまだ共結晶が得られていないので、条件設定等をさらに精査し、構造解析に結び付ける。大腸菌発現系で生じるFdtono相互作用力が異なるNiRの2成分は、シロヘムへの配位構造の違いによるものであることを示唆する結果が得られている。配位構造の差異がFdとの相互作用力の強弱をもたらす可能性は新しい着想であり、今後この点の検討を深める。
3)SiRとFdの電子伝達複合体の構造解析は終了した。SiRの変異体を活用した結晶構造の妥当性を生化学的、生物物理学的に検証している。この一つとしてITCによる分子間相互作用の熱力学解析に着手した。
4)Fdからの電子を受容する機能が著しく低下したSiR変異体が数種類得られ、Fdとの溶液状態での相互作用研究をNMR測定で詳細な解析を開始した。
5)新奇Fdの立体構造解析に着手した。アポ蛋白質として大腸菌内で大量に蓄積する発現系が完成したので、鉄硫黄クラスターを化学的に再構成する試みを今後行う。
6)Fdアフィニティクロマトグラフィーを適用して、Fd:NADPH酸化還元酵素がNADP+の存在により親和性が減少することを見出した。この相互作用低下を引き起こすNADP+の濃度は、葉緑体ストロマの濃度と同レベルのものであり、生理的に重要な現象である可能性が高い。葉緑体のストロマ画分の生理的条件を念頭に入れた解析系統的に行う。
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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
フェレドキシンと酸化還元酵素の蛋白質分子間相互作用についての知見が、Fd:NADPH酸化還元酵素、亜硫酸還元酵素、亜商談還元酵素をターゲットとして生化学と生理学の観点から得られた。先行している研究成果は論文として公表され、進行中のものは学会発表されており、研究計画が概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
分子間相互作用の包括的理解のためには、生化学、物理化学的な研究手法に加えて、葉緑体や植物体そのものを対象にした生理学的な研究をさらに発展させる必要があり、25年度以降はこの方面の研究にも人的、予算的投資を行う予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
繰り越した次年度使用額は、主に人件費として新たに特任研究員の雇用にあてる。平成25年度の研究費は、この人件費とそれ以外の費目に使用予定であり、この部分は当初計画通りである。
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