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葉緑体ATP合成酵素の酸化ストレスによる失活の分子機構とその防御

研究課題

研究課題/領域番号 12F02389
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 植物分子生物・生理学
研究機関東京工業大学

研究代表者

久堀 徹  東京工業大学, 資源化学研究所, 教授 (40181094)

研究分担者 BUCHERT Felix  東京工業大学, 資源化学研究所, 外国人特別研究員
BUCHERT EBERHARD Felix  東京工業大学, 資源化学研究所, 外国人特別研究員
BUCHERT F.E.  東京工業大学, 資源化学研究所, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2014年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2012年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワードATP合成酵素 / 活性酸素 / βサブユニット / DELSEED領域 / γサブユニット / 酸化還元制御 / メチオニン / 葉緑体
研究実績の概要

活性酸素(ROS)ストレスで特異的に攻撃される葉緑体ATP合成酵素の生化学的な解析により、ROSによって攻撃される部位がγサブユニット上の複数のメチオニン残基であることが明らかにされている。このメチオニン残基の近傍は、γとβの相互作用領域と想定されるため、この近傍のアミノ酸にCys置換を行って分子間架橋を可能にすること、および、側鎖の大きなアミノ酸に置換して空間的な制約を与えることなどにより、γの特徴的な制御である酸化還元制御に影響のあるアミノ酸残基の特定を試みた。その結果、立体構造上特定の位置関係にあるβとγのアミノ酸の間で、特異的に分子間架橋が可能なこと、および、この架橋がγの酸化還元に影響されることが分かった。上述のROS感受性に関与するアミノ酸領域におけるβサブユニットとγサブユニットの相互作用が、この酵素の活性制御に最も基本的に役割を果たしているADP阻害機構を制御すること、および、酸化による酵素活性の抑制に深く関与していることが明らかになった。中でも、βサブユニットのDELSEED領域と呼ばれる分子下部に位置する領域は、γサブユニットのネック領域との相互作用をしており、複数のアミノ酸がこの相互作用に関与していることが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Redox regulation of CF1-ATPase involves interplay between the gamma-subunit neck region and the turn region of the betaDELSEED-loop2015

    • 著者名/発表者名
      Felix Buchert, Hiroki Konno, Toru Hisabori
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta - Bioenergetics

      巻: 1847 号: 4-5 ページ: 441-450

    • DOI

      10.1016/j.bbabio.2015.01.013

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Redox regulation of cyanobacterial chimera F1-ATPase comprises interplay between the γ-subunit “neck” region and the turn region of the βDELSEED-loop2014

    • 著者名/発表者名
      Felix Buchert, Toru Hisabori
    • 学会等名
      EBEC 2014
    • 発表場所
      リスボン大学(ポルトガル・リスボン)
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Redox Regulation of Cyanobacterial Chimera F1-ATPase Comprises Interplay between the γ-subunit “Neck” Region and the Turn Region of the βDELSEED-Loop2014

    • 著者名/発表者名
      Felix Buchert, Toru Hisabori
    • 学会等名
      Tokyo ATPase Workshop
    • 発表場所
      東京大学(文京区本郷)
    • 年月日
      2014-06-02 – 2014-06-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] The chloroplast ATP synthase contains critical targets of reactive oxygen species2013

    • 著者名/発表者名
      Buchert Felix E.
    • 学会等名
      第54回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2013-03-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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