| 研究課題/領域番号 |
11640643
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
植物生理
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
久堀 徹 東京工業大学, 資源化学研究所, 助教授 (40181094)
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| 研究分担者 |
田口 英樹 東京工業大学, 資源化学研究所, 助手 (40272710)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2000年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1999年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
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| キーワード | ATP合成酵素 / 葉緑体 / γサブユニット / チオレドキシン / 制御 / CF_1 / ジスルフィド結合 / 調節 |
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| 研究概要 |
葉緑体ATP合成酵素のγサブユニットの調節部位の構造変化と調節機能の関係を明らかにすることを目指して、(1)調節領域のアミノ酸への変異の導入、(2)調節領域上のジスルフィド結合を還元するチオレドキシンとの相互作用、(3)抗チオレドキシン抗体を用いたATP合成酵素とチオレドキシンの相互作用の研究、(4)ATP加水分解に伴うγサブユニットの回転の調節の研究を行った。
(1)調節機能を担う二つのCysの近傍の荷電アミノ酸のアラニン置換や削除、調節領域の予測されるヘリックス構造の削除などが制御能におよぼす影響を調ベた。その結果、調節領域の構造変化が調節能に直接関与していることが明らかになった。また、負電荷アミノ酸のクラスターを除去することで、ジスルフィド結合の還元によって活性が低下するという本来の機能を逆転させるような機能を付加できることも判明した。この実験に用いたキメラ複合体は、収率が低く不安定で非効率的であるため、好熱菌F_1のαサブユニット、βサブユニットと葉緑体CF_1由来のγサブユニットの大腸菌内での共発現を試み、複合体を得ることに成功した。(2)(3)調節領域とチオレドキシンの相互作用の詳細を調べるために、活性中心のシステインを欠いた変異体を作成した。この変異チオレドキシンを用いて、ATP合成酵素γサブユニットとの相互作用(混合ジスルフィド結合の形成とその還元)を調べた結果、チオレドキシンがATP合成酵素の構造変化を誘導した後に、還元することを見出した。チオレドキシン活性中心に対するモノクローナル抗体は作成したものの、ATP合成酵素へのチオレドキシンの結合を検出するための抗チオレドキシン抗体を使った研究では、明確な結論を導けるような結果を得ていない。(4)葉緑体ATP合成酵素のγサブユニットに蛍光標識アクチンを接続して、一方向の回転を観察することに成功した。さらに、この制御領域を好熱菌由来のATP合成酵素部分複合体に導入し、酵素活性を制御することにも成功した。現在、その回転がどのように制御されるかを解析中である。
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