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光依存型酵素の構造改変による新規光反応への機能変換

研究課題

研究課題/領域番号 13J02354
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 植物分子生物・生理学
研究機関大阪大学

研究代表者

山本 治樹  大阪大学, 蛋白質研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,320千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 720千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード光合成細菌 / 酵素 / クロロフィル合成 / 光合成 / クロロフィル / シアノバクテリア
研究実績の概要

今年度はアメリカ、インディアナ大学の分子細胞生物学科Carl Bauer教授の研究室において研究活動に従事した。主に1)クロロフィリド還元酵素の2つの異なる還元反応の触媒機構の解析、2)B12結合型転写制御因子AerRの生理学的な解析について研究を行った。
1)光合成細菌Rhodobacter capsulatusの持つクロロフィリドa還元酵素(COR)は本来の活性以外に、触媒部位近傍のビニル基を還元する活性を有することを最近報告したが、その2つの活性の連続反応をin vitroで再構成することに成功し、その結果からCORがこの反応をどのように触媒しているか解析を行った。その結果、これらの2種類の反応の順番や基質の特異性などを示すデータを得ることに成功した。これは酵素進化や酵素デザインの領域まで考察を広げる新規性の高い報告となり、8月にInternational Symposium on Photosynthetic Prokaryoteにおいてポスター発表を行った。また現在これらの結果をまとめ論文投稿の準備を行っている。
2)光合成細菌R. capsulatusでは光合成システムやヘム、カロテノイドの生合成に関わる遺伝子の制御にAerRと言う転写制御因子が関わる。最近、AerRがビタミンB12を結合することが報告され、B12が光受容体として機能している可能性が示唆された。私はB12の生体内での機能に焦点を当て、in vivoでのAerRの挙動をウェスタンブロットにより検出を行い、解析を行った。それにより、AerRは細胞内の状況に応じて2種類の大きさに変化することが分かった。これらの変化は光条件や酸素濃度には依存せず、AerRの発現量に依存することが示唆される。大腸菌を用いた発現の比較から、これら2種類の大きさのタンパク質はAerRのN末端側の一部欠失により起こる可能性が高い。今後は正確な切断箇所を解析するとともに、2種類のAerRについてB12結合性やその活性について解析を進めていく。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] インディアナ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Rhodobacter sphaeroides mutants overexpressing chlorophyllide a oxidoreductase of Blastochloris viridis elucidate functions of enzymes in late bacteriochlorophyll biosynthetic pathways2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Tsukatani, J. Harada, J. Nomata, H. Yamamoto, Y. Fujita, T. Mizoguchi, H. Tamiaki
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 5 号: 1 ページ: 9741-9741

    • DOI

      10.1038/srep09741

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Loss of cytochrome C_m stimulates cyanobacterial heterotrophic growth in the dark2015

    • 著者名/発表者名
      Hiraide, Y., Oshima, K., Fujisawa, T., Uesaka, K., Hirose, Y., Tsujimoto, R., Yamamoto, H., Okamoto, S., Nakamura, Y., Terauchi, K., Omata, T., Ihara, K., Hattori, M. and Fujita, Y.
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 57 号: 2 ページ: 334-345

    • DOI

      10.1093/pcp/pcu165

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reconstitution of a sequential reaction of two nitrogenase-like enzymes in the bacteriochlorophyll biosynthetic pathway of Rhodobacter capsulatus2014

    • 著者名/発表者名
      Haruki Yamamoto, Mina Kato, Kaori Yamanashi and Yuichi Fujita
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 448 号: 2 ページ: 200-205

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2014.04.087

    • 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
  • [雑誌論文] An unexpectedly branched biosynthetic pathway for bacteriochlorophyll b capable of absorbing near-infrared light2013

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Tsukatani, Haruki Yamamoto, Jiro Harada, Taichi Yoshitomi, Jiro Nomata, Masahiro Kasahara, Tadashi Mizoguchi, Yuichi Fujita, and Hitoshi Tamiaki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 3 号: 1 ページ: 1217-1217

    • DOI

      10.1038/srep01217

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Completion of biosynthetic pathways for bacteriochlorophyll g in Heliobacteriun modesticaldum : The C8-ethylidene group formation2013

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Tsukatani, Haruki Yamamoto, Tadashi Mizoguchi, Yuichi Fujita, Hitoshi Tamiaki
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta

      巻: 1827 号: 10 ページ: 1200-1204

    • DOI

      10.1016/j.bbabio.2013.06.007

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Biochemical analysis of two sequential catalytic activities of chlorophyllide a oxidoreductase from Rhodobacter capsulates2015

    • 著者名/発表者名
      Haruki Yamamoto, Tadashi Mizoguchi, Yusuke Tsukatani, Hitoshi Tamiaki, Genji Kurisu, and Yuichi Fujita
    • 学会等名
      International Symposium on Photosynthetic Prokaryotes 2015
    • 発表場所
      Tubingen, Germany
    • 年月日
      2015-08-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] クロロフィリドa 還元酵素の2種類の還元反応の解析2015

    • 著者名/発表者名
      山本治樹、加藤美奈、溝口正、山梨香緒里、民秋均、栗栖源嗣、藤田祐一
    • 学会等名
      第56回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      東京農業大学
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 光合成色素合成に関わるニトロゲナーゼ類似酵素2014

    • 著者名/発表者名
      山本治樹
    • 学会等名
      日本光合成学会若手の会 第11回セミナー
    • 発表場所
      立命館大学
    • 年月日
      2014-12-06 – 2014-12-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] バクテリオクロロフィル生合成系におけるニトロゲナーゼ類似酵素連続反応の再構成2014

    • 著者名/発表者名
      山本治樹、加藤美奈、山梨香緒里、藤田祐一
    • 学会等名
      第5回日本光合成学会大会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2014-05-30 – 2014-05-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] The activity of dark-operative protochlorophyllide reductase is regulated by RNA-editing in response to the light environment in black pine Pinus thunberyii2013

    • 著者名/発表者名
      Haruki Yamamoto, Junko Kusumi, and Yuichi Fujita
    • 学会等名
      The 16th International Congress of Photosynyhesis
    • 発表場所
      St Louis, USA
    • 年月日
      2013-08-06
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] NifM-independent assembly of the cyanobacterial Fe-protein2013

    • 著者名/発表者名
      Haruki Yamamoto and Yuichi Fujita
    • 学会等名
      The 18 th International Congress on Nitrogen Fixation
    • 発表場所
      Miyazaki, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] NifM非依存的なニトロゲナーゼ還元コンポーネントFe-proteinの機能発現2013

    • 著者名/発表者名
      山本治樹、藤田祐一
    • 学会等名
      ラン藻の分子生物学2013
    • 発表場所
      上総、日本
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 在籍研究室HP

    • URL

      http://www.protein.osaka-u.ac.jp/crystallography/LabHP/Home.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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