LOVドメインを用いたプロテインキナーゼ光制御系の構築

• 研究課題/領域番号: 15K14479
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 徳富 哲 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 客員教授 (90142009)
• 連携研究者: 居原 秀 大阪府立大学, 大学院・理学系研究科, 准教授 (60254447)
• 研究協力者: 桂 ひとみ 大阪府立大学, 大学院・理学系研究科, 研究員
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: フォトトロピン / 青色光受容体 / セリン/スレオニンキナーゼ / 活性光制御 / セリン／スレオニンキナーゼ

研究成果の概要

フォトトロピン（phot）は植物の光屈性などに関わる青色光受容体で、N-末端側にLOV1と2 とよばれる光受容ドメインを二つ、C-末端側にはキナーゼをもち、光により活性制御されるキナーゼとして機能する。その活性制御にはLOV2とキナーゼ間に存在するJα-ヘリックスの構造変化が重要である。このLOV2とJα-ヘリックスとからなるポリペプチドを用いて、一般的なキナーゼであるプロテインキナーゼAの活性を光制御できる系の構築を試み、部分的な成功を収める一方光制御の分子機構に関する知見を得たが、これを細胞分裂・増殖に関わる鍵キナーゼ、ERK、に適用して細胞機能の光制御を行うには至らなかった。

研究成果

• [雑誌論文] Time-resolved fluctuation during the photochemical reaction of a photoreceptor protein: phototropin1LOV2-linker. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kuroi K, Sato F, Nakasone Y, Zikihara K, Tokutomi S, Terazima M.
  • 雑誌名: Phys Chem Chem Phys. 巻: 18 号: 8 ページ: 6228-6238
  • DOI: 10.1039/c5cp07472j
  • NAID: 120005973369
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Reconstitution of an initial step of phototropin signaling in stomatal guard cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Takemiya, Ayaka Doi, Sayumi Yoshida, Koji Okajima, Satoru Tokutomi, Ken-ichiro Shimazaki
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 57 号: 1 ページ: 152-159
  • DOI: 10.1093/pcp/pcv180
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The linker between LOV2-Ja and STK plays an essential role in the kinase activation by blue light in Arabidopsis phototropin1, a plant blue light receptor. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kashojiya, S., Yoshihara, S., Okajima, K. and Tokuotmi, S.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 巻: 590 号: 1 ページ: 139-147
  • DOI: 10.1002/1873-3468.12028
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Essential Role of the A'α/Aβ Gap in the N-Terminal Upstream of LOV2 for the Blue Light Signaling from LOV2 to Kinase in Arabidopsis Photototropin1, a Plant Blue Light Receptor. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kashojiya, S., Okajima, K., Shimada, T. and Tokutomi, S.
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 10 号: 4 ページ: e0124284-e0124284
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0124284
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pressure-sensitive Reaction Yield of the TePixD Blue-light Sensor Protein. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kuroi, K., Okajima, K., Ikeuchi, M., Tokutomi, S., Kamiyama, T. and Terazima, M.
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. 巻: 119 ページ: 2897-2907
  • NAID: 120005973368
  • 査読あり
• [雑誌論文] 紫外光から遠赤色光まで，多様な植物光受容体 (2015)
  • 著者名/発表者名: 徳富 哲、岡島公司、吉原静恵
  • 雑誌名: 生物物理 巻: 55 号: 4 ページ: 181-186
  • DOI: 10.2142/biophys.55.181
  • NAID: 130005090036
  • ISSN: 0582-4052, 1347-4219
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The effects of phytochrome-mediated light signals on the developmental acquisition of photoperiod sensitivity in rice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshitake, Y., Yokoo, T., Saito, H., Tsukiyama, T., Quan, Xu., Zikihara, K., Katsura, H., Tokutomi, S., Aboshi, T., Mori, N., Inoue, H., Nishida, H., Kohchi, T., Teraishi, M., Okumoto, Y. and Tanisaka, T.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 5 号: 1 ページ: 7709-7709
  • DOI: 10.1038/srep07709
  • NAID: 120005758418
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Diversity of photo reactions of blue light sensor phototropins among different organisms (2017)
  • 著者名/発表者名: Y.Nakasone, K.Okajima, K.Hitomi, J.Christie, S.Tokutomi, M.Terazima
  • 学会等名: 新学術領域「動的秩序と機能」第５回国際シンポジウム
  • 発表場所: 東京都、東京大学 数理科学研究棟
  • 年月日: 2017-01-21
• [学会発表] 圧力でタンパク質の揺らぎと反応を制御する:SyPixD (2016)
  • 著者名/発表者名: 中島 翼、黒井邦巧、中曽根祐介、岡島公司、徳富 哲、寺嶋正秀
  • 学会等名: 溶液化学研究会／第39回溶液化学シンポジウム
  • 発表場所: つくば市 産業技術総合研究所
  • 年月日: 2016-11-09
  • 招待講演
• [学会発表] 青色光センサー全長フォトトロピンの光反応 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中曽根祐介、岡島公司、 相原悠介、長谷あきら、徳富哲、寺嶋正秀
  • 学会等名: 第10回分子科学討論会
  • 発表場所: 神戸市 神戸ファッションマー
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] 青色光センサータンパク質TePixDの高圧下における反応ダイナミクスの解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 黒井邦巧、岡島公司、池内昌彦、徳富哲、猪股孝史、神山匡、寺嶋正秀
  • 学会等名: 第 41 回生体分子科学討論会
  • 発表場所: 福岡市 九州大学西新プラザ
  • 年月日: 2016-06-06
• [学会発表] phyC の短波長吸収特性は進化的に保存されている (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉原 静恵，石黒 志保，田中 大樹，大久保 陽子，加川 貴俊，西塚 順子，岡島 公司，徳富 哲
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手大学、盛岡
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] ロイヌナズナPIF3はphyBのN-末端延長配列に結合して暗回帰反応を阻害する (2016)
  • 著者名/発表者名: 桂ひとみ，直原一徳，松下智直，吉原静恵，河内孝之，長谷あきら，德富哲
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手大学、盛岡
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] Phytochrome-Interacting Factor 3 binds to N-terminal extension of Arabidopsis phytochrome B and prohibit dark reversion. (2015)
  • 著者名/発表者名: Satoru Tokutomi
  • 学会等名: 7th Asia and Oceania Conference for Photobiology
  • 発表場所: Academia Sinica, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2015-11-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Phototropin, a blue light-regulated protein kinase in plants. (2015)
  • 著者名/発表者名: Satoru Tokutomi
  • 学会等名: 16th Congress of the European for Photobiology
  • 発表場所: Aveiro Univ. Aveiro, Portugal.
  • 年月日: 2015-08-31
  • 国際学会 / 招待講演