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青色光受容体フォトトロピンによる生体膜リン脂質の非対称性分布制御

研究課題

研究課題/領域番号 10J01094
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 植物生理・分子
研究機関京都大学

研究代表者

相原 悠介  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードフォトトロピン / LOV領域 / 光活性化 / フリッパーゼ / 気孔開口
研究概要

フォトトロピンは青色光を受容して自身を活性化するプロテインキナーゼであり、植物の様々な生理応答を制御する。その光受容機構としては、発色団を結合するLOV2領域が青色光を吸収して局所的に構造変化し、周辺領域の更なる変化がキナーゼ領域を活性化すると考えられている。本研究では出芽酵母を利用し、全長フォトトロピンのキナーゼ活性化を簡便に検定する実験系を確立した。出芽酵母はフォトトロピンと高い配列相同性を示すキナーゼ、Fpk1pおよびFpk2pを持つ。まず、酵母菌の変異株において、クラミドモナス由来のフォトトロピン(CrPHOT)がFpk1p・Fpk2pの欠損を相補し、青色光依存的に細胞増殖を促進することを明らかにした。次にこの実験系を分子内変異のスクリーニングに応用し、暗所でキナーゼ活性が上昇してしまう変異型CrPHOTを多数取得した。得られた変異は、すべてこれまで知られていない新奇のものであった。中でも、LOV2のN末端側近傍に新奇の変異が集中することを見出した。更にin vitroリン酸化実験により、これらの変異がCrPHOTのキナーゼ活性を暗所で上昇させることを生化学的に確かめた。一方、少なくとも代表として解析したT207I変異では、分光学的性質、多量体化のいずれにも変化はなかった。以上より、LOV2のN末端側近傍領域が、これまで報告されていたC末端側近傍(Jα)領域と同様に、フォトトロピンのキナーゼ活性化に決定的な役割を果たすことが初めて示された。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2012 2010

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Mutations in N-terminal Flanking Region of Blue Light-sensing Light-Oxygen and Voltage 2 (LOV2) Domain Disrupt Its Repressive Activity on Kinase Domain in the Chlamydomonas Phototropin2012

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Aihara, Takaharu Yamamoto, Koji Okajima, Kazuhiko Yamamoto, Tomomi Suzuki, Satoru Tokutomi, Kazuma Tanaka, Akira Nagatani
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 287 号: 13 ページ: 9901-9909

    • DOI

      10.1074/jbc.m111.324723

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] フォトトロピンのLOV2領域・N末端側近傍の変異によりキナーゼ活性の抑制機能が失われる2012

    • 著者名/発表者名
      相原悠介, 山本隆晴, 岡島公司, 山本和彦, 鈴木友美, 徳富哲, 田中一馬, 長谷あきら
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都産業大学(京都)
    • 年月日
      2012-03-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 植物の青色光受容体Phototropin の"Flippase-kinase"としての役割2010

    • 著者名/発表者名
      相原悠介
    • 学会等名
      新学術領域研究"植物の環境感覚露第一回若手シンポジウム
    • 発表場所
      アクティプラザ琵琶(滋賀県)
    • 年月日
      2010-12-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-12-03   更新日: 2024-03-26  

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