葉緑体チオレドキシンによる標的タンパク質分子認識と活性調節

• 研究課題/領域番号: 17370015
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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: 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, 准教授 (40181094)
• 研究分担者: 濡木 理 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 教授 (10272460)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 15,440千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 840千円); 2007年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2006年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円); 2005年度: 7,700千円 (直接経費: 7,700千円)
• キーワード: チオレドキシン / レドックス調節 / ジスルフィド結合 / タンパク質間相互作用 / シアノバクテリア / リンゴ酸脱水素酵素 / 標的酵素 / 1分子観察 / 蛋白質間相互作用

研究概要

1.チオレドキシンと標的タンパク質の相互作用
細胞質型チオレドキシンとその標的酵素候補である細胞質型リンゴ酸脱水素酵素の相互作用を調べ、この酵素が新規のチオレドキシン被調節酵素であることを明らかにした。チオレドキシンと標的タンパク質の相互作用の多様性を明らかにするため、光合成細菌や窒素固定型シアノバクテリアなど、特異な環境に生育する生物についても相互作用相手のタンパク質を網羅的に調べた。また、シアノバクテリアの還元力供給系の破壊株の解析により、還元力の流れと機能の関係を明らかにした。細胞質型チオレドキシンと標的酵素候補であるフルクトース1,6-ビスアルドラーゼの相互作用を調べ、この酵素が新規のチオレドキシン被調節酵素であることを明らかにした。
2.チオレドキシンが標的蛋白質を認識する分子機構の立体構造レベルでの解明
チオレドキシンと標的タンパク質間の安定なジスルフィド結合中間体を形成できるタンパク質上のシステイン、およびジスルフィド結合形成の条件の検討を行ったが、結晶化・構造解析に供するような安定なタンパク質複合体を供給で来る条件を得るには至らなかった。

研究成果

• [雑誌論文] Binary reducing equivalent pathways using NADPH-thioredoxin reductase and ferredoxin-thioredoxin reductase in the cyanobacterium Synechocystis sp. strain PCC 6803. (2008)
  • 著者名/発表者名: Hishiya S, Hatakeyama W, Mizota Y, Hosoya-Matsuda N, Motohashi K, Ikeuchi M, Hisabori T.
  • 雑誌名: Plant Cell Phyisology 49 ページ: 11-18
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Binary reducing equivalent pathways using NADPH-thioredoxin reductase and ferredoxin-thioredoxin reductase in the cyanobacterium Synechocystis sp. strain PCC 6803. (2008)
  • 著者名/発表者名: S, Hishiya, W, Hatakeyama, Y, Mizota, N, Hosoya-Matsuda, K, Motohashi, M, Ikeuchi, T., Hisabori
  • 雑誌名: Plant Cell Phyisology 49 ページ: 49-49
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Binary reducing equivalent pathways using NADPH-thioredoxin reductase and ferredoxin-thioredoxin reductase in the cyanobacterium Synechocystis sp. strain PCC 6803. (2008)
  • 著者名/発表者名: Hishiya, S. et. al.
  • 雑誌名: Plant Cell Phyisology 49 ページ: 11-18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Towards a Functional Dissection of Thioredoxin Networks in Plant Cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Hisabori T, Motohashi K, Hosoya-Matsuda N, Ueoka-Nakanishi H, Romano PG.
  • 雑誌名: Photochem Photobiol. 83 ページ: 145-151
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] The significance of type II and PrxQ Peroxiredoxins for antioxidative stress response in the purple bacterium Rhodobacter sphaeroides. (2007)
  • 著者名/発表者名: Wakita M, Masuda S, Motohashi K, Hisabori T, Ohta H, Takamiya K.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 282 ページ: 27792-27801
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] The CHLI1 subunit of Arabidopsis thaliana magnesium chelatase is a target protein of the chloroplast thioredoxin. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ikegami A, Yoshimura N, Motohashi K, Takahashi S, Romano PG, Hisabori T, Takamiya K, Masuda T.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 282 ページ: 19282-19291
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Towards a Functional Dissection of Thioredoxin Networks in Plant Cells (2007)
  • 著者名/発表者名: T., Hisabori, K, Motohashi, N, Hosoya-Matsuda, H., Ueoka-Nakanishi, PG., Romano
  • 雑誌名: Photochem Photobiol 83 ページ: 145-151
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The significance of type II and PrxQ peroxiredoxins for antioxidative stress response in the purple bacterium Rhodobacter sphaeroides (2007)
  • 著者名/発表者名: M, Wakita, S, Masuda, K, Motohashi, T, Hisabori, H, Ohta, K., Takamiya
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 282 ページ: 27792-27801
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The CHLI1 subunit of Arabidopsis thaliana magnesium chelatase is a target protein of the chloroplast thioredoxin (2007)
  • 著者名/発表者名: A, Ikegami, N, Yoshimura K, Motohashi, S, Takahashi, PG, Romano, T, Hisabori, K, Takamiya, T., Masuda
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 282 ページ: 19282-19291
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The significance of type II and PrxQ peroxiredoxins for antioxidative stress response in the purple bacterium Rhodobacter sphaeroides. (2007)
  • 著者名/発表者名: Wakita M. et. al.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 282 ページ: 27792-27801
  • 査読あり
• [雑誌論文] The CHLI1 subunit of Arabidopsis thaliana magnesium chelatase is a target protein of the chloroplast thioredoxin. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ikegami, A. et. al.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 282 ページ: 19282-19291
  • 査読あり
• [雑誌論文] Towards a Functional dissection of Thioredoxin Networks in Plant Cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Hisabori, T., et al.
  • 雑誌名: Photochem Photobiol. 83 ページ: 145-151
• [雑誌論文] Thioredoxin-h1 reduces and reactivates the oxidized cytosolic malate dehydrogenase dimer in higher plants (2006)
  • 著者名/発表者名: Hara S, Motohashi K, Arisaka F, Romano PG, Hosoya-Matsuda N, Kikuchi N, Fusada N, Hisabori T.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 281(43) ページ: 32065-32071
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thioredoxin-hl reduces and reactivates the oxidized cytosolic malate dehydrogenase dimer in higher plants (2006)
  • 著者名/発表者名: Hara, s., et al.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 281(43) ページ: 32065-32071
• [雑誌論文] Thioredoxin affinity chromatography: a useful method for further understanding the thioredoxin network (2005)
  • 著者名/発表者名: Hisabori, T., Hara, S., Fujii, T., Yamazaki, D., Hosoya-Matusda, N., Motohashi, K.
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany 56(416) ページ: 1463-1468
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thioredoxin affinity chromatography : a useful method for further understanding the thioredoxin network (2005)
  • 著者名/発表者名: T., Hisabori, S. Hara, T., Fujii, D., Yamazaki, N., Hosoya-Matusda, K., Motohashi
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany 56 ページ: 1463-1468
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Thioredoxin-hl reduces and reactivates the oxidized cytosolic malate dehydrogenase dimer in higher plants (2005)
  • 著者名/発表者名: S., Hara, K., Motohashi, F., Arisaka, PG., Romano, N., Hosoya-Matsuda, N., Kikuchi, N., Fusada, T., Hisabori
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 281 ページ: 32065-32071
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Thioredoxin affinity chromatography : a useful method for further understanding the thioredoxin network (2005)
  • 著者名/発表者名: Hisabori, T., Hara, S., Fujii, T., Yamazaki, D., Hosoya-Matusda, N., Motohashi, K.
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany 56(416) ページ: 1463-1468
• [学会発表] 細胞質型フルクトースビスリン酸アルドラーゼの酸化還元制御機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 丸井弘嗣, 原怜, 本橋健, 久堀徹
  • 学会等名: 日本植物生理学会第49回年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2008-03-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Anabaena sp. PCC 7120におけるチオレドキシン還元標的タンパク質の探査 (2008)
  • 著者名/発表者名: 前田真希、松田直美、久堀徹、井上和仁
  • 学会等名: 日本植物生理学会第49回年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2008-03-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] 緑色硫黄細菌Chlorobaculum tepidum TLSのチオレドキシンによるリンゴ酸デヒドロゲナーゼの活性調節 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松田直美、高橋昭博、久堀徹、井上和仁
  • 学会等名: 日本植物生理学会第49回年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2008-03-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] チオレドキシンはカルシウム依存キナーゼをレドックス調節する (2008)
  • 著者名/発表者名: 中西華代、佐塚隆志、森仁志、久堀徹
  • 学会等名: 日本植物生理学会第49回年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2008-03-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] ラン藻における翻訳伸長因子EF-Gの酸化還元と翻訳制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小島浩治、大下将、久堀徹、林秀則、西山佳孝
  • 学会等名: 日本植物生理学会第49回年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2008-03-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Redox regulation of the cytosolic fructose 1,6-bis phosphate aldolase (2008)
  • 著者名/発表者名: K., Marui, S., Hara, K., Motohashi, T., Hisabori
  • 学会等名: 49th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologist
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2008-03-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Potential target proteins of thioredoxin in cyanobacterium Anabaena sp. PCC 7120 (2008)
  • 著者名/発表者名: M., Maeda, N., Matsuda, T., Hisabori, K., Inoue
  • 学会等名: 49th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologist
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2008-03-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Thioredoxin regulate malate dehydrogenase in green sulfur bacterium Chlorobaculum tepidum TLS (2008)
  • 著者名/発表者名: N., Matsuda, A., Takahashi, T, Hisabori, K., Inoue
  • 学会等名: 49th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologist
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2008-03-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Redox regulation of Ca-dependent protein kinase by thioredoxin (2008)
  • 著者名/発表者名: H., Nakanishi, T, Sazuka, H., Mori, T., Hisabori
  • 学会等名: 49th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologist
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2008-03-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Regulation of translation caused by the redox change of EF-G of cyanobacteria (2008)
  • 著者名/発表者名: K., Kojima, S., Ohshita, T., Hisabori, H., Hayashi, Y., Nishiyama
  • 学会等名: 49th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologist
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2008-03-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] シロイヌナズナのMg-キラターゼのサブユニットCHLIアイソフォームの機能解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小林康一、望月伸悦、吉村奈穂、本橋健、久堀徹、増田建
  • 学会等名: 日本植物生理学会第49回年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2008-03-19
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Functional analysis of isoforms of CHLI subunit of Mg-chelatase in Arabidopsis thaliana (2008)
  • 著者名/発表者名: K., Kobayashi, N., Mochizuki, N., Yoshimura, K., Motohashi, T., Hisabori, T., Masuda
  • 学会等名: 49th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologist
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2008-03-19
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] 遺伝子破壊によるSynechocystis sp. PCC 6803の二種類のチオレドキシン還元経路の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 畠山和佳子、菱谷 昇子, 松田 直美, 本橋 健, 池内 昌彦, 久堀 徹
  • 学会等名: ラン藻研究会
  • 発表場所: かずさアーク
  • 年月日: 2007-12-03
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Study on the two thioredoxin reduction pathways in Synechocystis sp. PCC6803 by gene disruption. (2007)
  • 著者名/発表者名: W., Hatakeyama, S., Hishiya, N., Matsuda, K., Motohashi, M., Ikeuchi, T., Hisabori
  • 学会等名: Meeting for cyanobacteria
  • 発表場所: Kazusa, Chiba
  • 年月日: 2007-12-03
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Synechocystis sp. PCC6803の二種類のチオレドキシン還元経路 (2007)
  • 著者名/発表者名: 菱谷 昇子, 溝田 陽子, 松田 直美, 本橋 健, 池内 昌彦, 久堀 徹
  • 学会等名: 日本植物学会第71回大会
  • 発表場所: 東京理科大学野田キャンパス
  • 年月日: 2007-09-09
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Two pathways for thioredoxin reduction in Synechocystis sp. PCC6803 (2007)
  • 著者名/発表者名: S., Hishiya, Y., Mizota, N., Matsuda, K., Motohashi, M., Ikeuchi, T., Hisabori
  • 学会等名: 71th Annual Meeting of the Botanical Society Japan
  • 発表場所: Tokyo Univ. Sci
  • 年月日: 2007-09-09
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Synechocystis sp. PCC6803の二種類のチオレドキシン還元経路 (2007)
  • 著者名/発表者名: 久堀 徹
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 東京理科大学野田キャンパス
  • 年月日: 2007-09-09
• [学会発表] タンパク質合成系の酸化ストレス障害とレドックス制御 (2007)
  • 著者名/発表者名: 西山佳孝、小島幸治、大下将、久堀徹、林秀則
  • 学会等名: 第48回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2007-03-28
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] チオレドキシン標的候補として細胞膜アンカー型信号伝達分子を同定した (2007)
  • 著者名/発表者名: 中西華代、佐塚隆志、前島正義、久堀徹
  • 学会等名: 第48回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2007-03-28
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] 紅色細菌Rhodobacter sphaeroidesにおけるペルオキシレドキシンの生理機能解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 脇田将裕、増田真二、本橋健、久堀徹、太田啓之、高宮建一郎
  • 学会等名: 第48回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2007-03-28
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] シロイヌナズナのMg-キラターゼのサブユニットCHLI1におけるチオレドキシン標的システイン残基の同定 (2007)
  • 著者名/発表者名: 吉村菜穂、池上陽紀、本橋健、高橋重一、久堀徹、増田建
  • 学会等名: 第48回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2007-03-28
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] ラン藻の翻訳伸長因子EF-Gとチオレドキシンの相互作用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 大下将、小島幸治、久堀徹、西山佳孝、林秀則
  • 学会等名: 第48回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2007-03-28
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] 緑色硫黄細菌Chlorobium tepidum TLSのチオレドキシンシステム (2007)
  • 著者名/発表者名: 松田直美、高橋昭博、伊里耕太、久堀徹、井上和仁
  • 学会等名: 第48回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2007-03-28
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Oxidative stress and redox regulation of protein synthesis (2007)
  • 著者名/発表者名: Y., Nishiyama, K., Kojima, S., Oshita, T., Hisabori, H., Hayashi
  • 学会等名: 48th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologist
  • 発表場所: Ehime Univ
  • 年月日: 2007-03-28
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Possible thioredoxin targets of signaling molecules in plasma membranes (2007)
  • 著者名/発表者名: H., Nakanishi, T., Sazuka, M., Maeshima, T., Hisabori
  • 学会等名: 48th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologist
  • 発表場所: Ehime Univ
  • 年月日: 2007-03-28
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Study of peroxiredoxin of Rhodobacter sphaeroides (2007)
  • 著者名/発表者名: M., Wakita, S., Masuda, K., Motohashi, T., Hisabori, H., Ohta, K-I., Takamiya
  • 学会等名: 48th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologist
  • 発表場所: Ehime Univ
  • 年月日: 2007-03-28
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Identification of cysteine residues involved in thioredoxin-dependent redox regulation of CHLI1, a subunit of Mg-chelatase in Arabidopsis thaliana (2007)
  • 著者名/発表者名: N., Yoshimura, A., Ikegami, K., Motohashi, J., Takahashi, T., Hisabori, T., Masuda
  • 学会等名: 48th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologist
  • 発表場所: Ehime Univ
  • 年月日: 2007-03-28
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Interaction between thioredoxin and EF-G of cyanobacteria (2007)
  • 著者名/発表者名: S., Ohshita, K., Kojima, T., Hisabori, Y., Nishiyama, H., Hayashi
  • 学会等名: 48th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologist
  • 発表場所: Ehime Univ
  • 年月日: 2007-03-28
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Thioredoxin system of the Green suffer bacteria Chlorobium tepidum TLS (2007)
  • 著者名/発表者名: N., Matsuda, A., Takahashi, K., Isato, T., Hisabori, K., Inoue
  • 学会等名: 48th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologist
  • 発表場所: Ehime Univ
  • 年月日: 2007-03-28
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] 高等植物細胞質のリンゴ酸脱水素酵素は新規のチオール酵素である (2006)
  • 著者名/発表者名: 原怜, 本橋健, 久堀徹
  • 学会等名: 第47回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2006-03-19
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] The plant cytosolic malate dehydrogenase is the newly identified thiol enzyme (2006)
  • 著者名/発表者名: S., Hara, K., Motohashi, T., Hisabori
  • 学会等名: 47th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologist
  • 発表場所: Tsukuba Univ
  • 年月日: 2006-03-19
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] 高等植物細胞質型リンゴ酸脱水素酵素の酸化還元調節 (2005)
  • 著者名/発表者名: 原怜, 本橋健, 久堀徹
  • 学会等名: 第78回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸国際展示場
  • 年月日: 2005-10-20
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Redox regulation of the plant cytosolic malate dehydrogenase (2005)
  • 著者名/発表者名: S., Hara, K., Motohashi, T., Hisabori
  • 学会等名: 78th Japan Biochmical Society Meeting
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 2005-10-20
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] シアノバクテリアチオレドキシンの相互干渉とレドックス制御機能 (2005)
  • 著者名/発表者名: 溝田 陽子, 松田 直美, 本橋 健, 久堀 徹
  • 学会等名: 日本植物学会第69回大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2005-09-06
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Interferences of the cyanobacterial thioredoxins and their redox regulation (2005)
  • 著者名/発表者名: Y., Mizota, N., Matsuda, K., Motohashi, T., Hisabori
  • 学会等名: 69th Annual Meeting of the Botanical Society Japan
  • 発表場所: Toyama Univ
  • 年月日: 2005-09-06
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より