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二酸化炭素センサーの構造と機能

研究課題

研究課題/領域番号 18658137
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 応用分子細胞生物学
研究機関京都大学

研究代表者

福澤 秀哉  京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (30183924)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2007年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2006年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
キーワード二酸化炭素 / センサー / 光合成 / 環境応答 / 炭酸脱水酵素 / シグナル伝達 / 炭酸固定 / タンパク質相互作用 / 無機炭素輸送体 / 亜鉛結合ドメイン / MYB転写因子 / 環境順化 / CO2
研究概要

モデル生物「緑藻クラミドモナス」の無機炭素濃縮機構(CCM)を制御する因子CCM1複合体について、以下の知見を得た。
(1)CCM1タンパク質は、細胞内で高分子複合体を形成していることが判明したので、CCM1タンパク質複合体を精製した。得られたCCM1タンパク質は、LC/MS/MS分析によって特定のアミノ酸残基がリン酸化を受けていることが判明した。細胞外のCO2濃度が変化することにより、このリン酸化の程度が変化するかどうかを検討したが、タンパク質の精製後に脱リン酸化を受けている可能性があり、明確な結論に至っていない。(2)CCM1に存在する2ケ所の亜鉛結合ドメインには、それぞれ1個の亜鉛原子が配位していた。また、亜鉛の配位に関わるアミノ酸残基に変位を導入すると、細胞のCO2濃度変化に対する応答反応(CCM関連遺伝子の誘導や光合成特性の変化)が失われたので、CCM1の亜鉛は細胞のCO2センシングならびにCCMの誘導に必須であることが判明した。(3)CCMを制御する因子CCM1と相互作用するタンパク質を、LC/MS/MS分析によって2種類同定し、それぞれP70ならびにP45と命名した。(4)CCM1タンパク質が、重炭酸イオンと結合する可能性が示唆されたので、平衡透析法を用いた重炭酸イオン結合性のアッセイを試みた。亜鉛結合部位を含むCCM1のN末端領域を大腸菌体内で融合タンパク質として発現させた。しかし、精製後のタンパク質は溶解度が低く、結合アッセイに使用することは難しかった。大腸菌体内で発現させるペプチド部位の検討を行っている。(5)P75およびP45について、RNAi法による発現抑制株を得るためのプラスミドコンストラクトを作製し、細胞に形質転換を行った。得られた形質転換体の生理学的特性とCCMの誘導(光合成特性の変化や遺伝子発現のCO2応答性の変化)について現在評価中である。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Expression analysis of genes associated with the induction of the carbon-concentrating mechanism in Chlamydomonas reinhardtii.2008

    • 著者名/発表者名
      Yamano T., Miura K., Fukuzawa H.
    • 雑誌名

      Plant Physiology (掲載確定)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Significance of zinc in a regulatory protein, CCM1, which regulates the carbon-concentrating mechanism in Chlamydomonas reinhardtii.2008

    • 著者名/発表者名
      Kohinata T., Nishino H., Fukuzawa H.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol. 49

      ページ: 273-283

    • NAID

      10027329131

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A carboxysomal carbon-concentrating mechanism in the cyanelles of the 'coelacanth' of the algal world, Cyanophora paradoxa?2008

    • 著者名/発表者名
      Sara Fathinejad S., (6名), Fukuzawa H., Loffelhardt W., Bohnert H. J.
    • 雑誌名

      Physiol. Plantalum 133

      ページ: 27-32

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 緑藻クラミドモナスのゲノムから動物と植物の成立を知る2008

    • 著者名/発表者名
      福澤秀哉、久保雄昭、山野隆志
    • 雑誌名

      蛋白質核酸酵素(共立出版) (掲載確定)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 緑藻クラミドモナスにおける無機炭素濃縮機構を制御するCCM1複合体の質量分析法を用いた2008

    • 著者名/発表者名
      山原洋佑、中野博文、小澤真一郎 高橋裕一郎、福澤秀哉
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2008-03-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of CCM in Chlamydomonas, Volvox, and Cyanophora2007

    • 著者名/発表者名
      Fukuzawa H., Fujita A., Yamano T., Ohnishi K., Tsujikawa T.
    • 学会等名
      第6回水生光合成生物における無機炭素利用に関する国際シンポジウム
    • 発表場所
      マラガ(スペイン)
    • 年月日
      2007-07-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://chlamy.pmb.lif.kyoto-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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