遺伝子発現調節及び光合成装置の構築に果たす分子シャペロンの役割

• 研究課題/領域番号: 16570028
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物生理・分子
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 仲本 準 埼玉大学, 理学部, 助教授 (30192678)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円); 2005年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円); 2004年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: 熱ショックタンパク質 / 分子シャペロン / 低分子量熱ショックタンパク質 / IsiA / HtpG / GroEL / フィコビリソーム / シアノバクテリア / Hsp90 / 免疫電子顕微鏡観察 / HrcA / チラコイド膜 / groESLオペロン / 免疫電子顕微鏡

研究概要

1.新規な分子シャペロンOrf7.5による「正」の転写調節
ラン・オフin vitro転写解析を行い、Orf7.5が主要シグマ因子と特異的に相互作用し、Synechococcus sp.PCC7942のgroESLプロモーター活性を増加させる「正」の転写因子であることを明らかにした。
2.低分子量Hsp遺伝子(1131ρオ)の転写後調節
S.vulcanusのhspAが転写後調節を受け、温度上昇に伴い翻訳活性が増加することを明らかにした。
3.低分子量Hspの機能解明
hspA遺伝子破壊株の表現型を解析し、シアノバクテリアの塩ストレス順化にHspAが関係することを示した。透過電子顕微鏡・蛍光顕微鏡観察から、高温あるいは強光下で、HspAはチラコイド膜や核様体の構造を安定化することを明らかにした。免疫電子顕微鏡法により熱ショックによりHspAが細胞内局在を変化させることを明らかにした。
4.HtpGの分子シャペロン機能
htpG変異株にHspAを発現させても変異株の表現型は野生型に復帰せず、細胞内におけるこれらの分子シャペロンの機能が異なることを示した。ヘム、クロロフィル及びビリン合成経路の基質を生成するuroporphyrinogen decarboxylaseを精製し抗体を作製した。HtpGはこの酵素を活性化した。
5.光合成集光装置フィコビリソームの構築に果たす分子シャペロンの役割
フィコビリソームの基本構成単位であるフィコシアニンと低分子量Hsp、フィコビリソーム構造の骨組みをなすと考えられているリンカーポリペプチドとHtpGの特異的相互作用を明らかにした。
6.isiABCオペロンの酸化及び熱ストレス下における機能解析
光合成装置を構成するCP43'やフラボドキシンをコードするisiABCオペロンが鉄欠乏下のみならず酸化及び熱ストレス下でも必須の働きをするストレスタンパク質であることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Intact carboxysomes in a cyanobacterial cell visualized by Hilbert differential contrast transmission electron microscopy (2006)
  • 著者名/発表者名: Kaneko, Y.
  • 雑誌名: Journal of Bacteriology 188・2 ページ: 805-808
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Interaction of a small heat shock protein with light-harvesting cyanobacterial phycocyanins under stress conditions. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nakamoto, H.
  • 雑誌名: FEBS Letters (印刷中)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Roles of the cyanobacterial isiABC operon in protection from oxidative and heat stresses. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kojima K.
  • 雑誌名: Physiologia Plantarum (印刷中)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Intact carboxysomes in a cyanobacterial cell visualized by Hilbert differential contrast transmission electron microscopy (2006)
  • 著者名/発表者名: Kaneko, Y. et al.
  • 雑誌名: Journal of Bacteriology 188(2) ページ: 805-808
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Interaction of a small heat shock protein with light-harvesting cyanobacterial phycocyanins under stress conditions. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nakamoto, H., D.Honma
  • 雑誌名: FEBS Letters (In press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Roles of the cyanobacterial isiABC operon in protection from oxidative and heat stresses (2006)
  • 著者名/発表者名: Kojima K. et al.
  • 雑誌名: Physiologia Plantarum (In press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Intact carboxysomes in a cyanobacterial cell visualized by hilbert differential contrast transmission electron microscopy (2006)
  • 著者名/発表者名: Kaneko, Y.
  • 雑誌名: Journal of Bacteriology 188・2 ページ: 805-808
• [雑誌論文] Ultrastructural stability under high temperature or intensive light stress conferred by a small heat shock protein in cyanobacteria. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nitta, K.
  • 雑誌名: FEBS Letters 579・5 ページ: 1235-1242
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Constitutive expression of small heat shock protein in an htpG disruptant of the cyanobacterium Synechococcus sp. PCC 7942. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kojima, K
  • 雑誌名: Current Microbiology 50・5 ページ: 272-276
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Post-transcriptional control of the cyanobacterial hspA heat-shock induction. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kojima K.
  • 雑誌名: Biochemical Biophysical Research Communications 331・2 ページ: 583-588
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Constitutive expression of small heat shock protein in an htpG disruptant of the cyanobacterium Synechococcus sp. PCC 7942. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kojima, K., H.Nakamoto
  • 雑誌名: Current Microbiology 50(5) ページ: 272-276
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Ultrastructural stability under high temperature or intensive light stress conferred by a small heat shock protein in cyanobacteria. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nitta, K. et al.
  • 雑誌名: FEBS Letters 579(5) ページ: 1235-1242
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Post-transcritional control of the cyanobacterial hspA heat-shock induction. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kojima K..H.Nakamoto
  • 雑誌名: Biochemical Biophysical Research Communications 331(2) ページ: 583-588
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Both CP43' and flavodoxin play a role in protection from heat and oxidative stresses. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kojima, K., H.Nakamoto
  • 雑誌名: Photosynthesis : Fundamental Aspects to Global Perspectives. (van der Est, A. and Bruce, D., eds.)(ACG Publishing.) Vol.2 ページ: 709-711
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Constitutive expression of small heat shock protein in an htpG disruptant of the cyanobacterium Synechococcus sp. PCC7942 (2005)
  • 著者名/発表者名: Kojima, K.
  • 雑誌名: Current Microbiology 50・5 ページ: 272-276
• [雑誌論文] Post-transcriptional control of the cyanobacterial hspA heat-shock induction (2005)
  • 著者名/発表者名: Kojima K.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 331・2 ページ: 583-588
• [雑誌論文] Ultrastructural stability under high temperature or intensive light stress conferred by a small heat shock protein in cyanobacteria. (2005)
  • 著者名/発表者名: Koji Nitta
  • 雑誌名: FEBS Letters 579・5 ページ: 1235-1242
• [雑誌論文] Comparative analysis of hspA mutant and wild type Synechocystis sp. PCC6803 under salt stress : Evaluation of the role of hspA in salt stress management. (2004)
  • 著者名/発表者名: Asadulghani
  • 雑誌名: Archives of Microbiology 182・6 ページ: 487-497
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Comparative analysis of hspA mutant and wild type Synechocystis sp. PCC 6803 under salt stress : Evaluation of the role of hspA in salt stress management. (2004)
  • 著者名/発表者名: Asadulghani et al.
  • 雑誌名: Archives of Microbiology 182(6) ページ: 487-497
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Comparative analysis of hspA mutant and wild type Synechocystis sp.PCC 6803 under salt stress : Evaluation of the role of hspA in salt stress management. (2004)
  • 著者名/発表者名: Asadulghani
  • 雑誌名: Archives of Microbiology 182・6 ページ: 487-497
• [図書] Both CP43' and flavodoxin play a role in protection from heat and oxidative stresses. In : van der Est, A. and D. Bruce, eds., Photosynthesis : Fundamental Aspects to Global Perspectives. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kojima, K.
  • 出版者: ACG Publishing
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] Photosynthesis : Fundamental Aspects to Global Perspectives (van der Est, A. and D.Bruce, eds.). (2005)
  • 著者名/発表者名: Kojima, K.(分担執筆)
  • 総ページ数: 1097
  • 出版者: ACG Publishing.
• [図書] Both CP43' and flavodoxin play a role in protection from heat and oxidative stresses.(van der Est, A.and D.Bruce, eds.)Photosynthesis : Fundamental Aspects to Global Perspectives. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kouji Kojima
  • 出版者: ACG Publishing(印刷中)