高等植物フィトクロムの結晶構造解析

• 研究課題/領域番号: 19370070
• 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: 生物物理学
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 徳富 哲 大阪府立大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (90142009)
• 研究分担者: 中迫 雅由 慶応義塾大学, 理工学部, 教授 (30227764) ; 吉原 静恵 大阪府立大学, 大学院・理学系研究科, 助教 (20382236)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円); 2008年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2007年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
• キーワード: 植物 / 光受容体 / フィトクロム / フォトトロピン / 結晶構造解析 / 植物光受容体 / 分子構造 / 光変換反応

研究概要

固着生活を送る植物は光を重要な環境情報として用いており、進化の過程で主に赤色光領域の光受容体であるフィトクロムとフォトトロピンなどの複数の青色光受容体を獲得してきた。本研究ではフィトクロムの結晶構造解析を目指して研究を行ったが結晶を得ることができなかった。結晶化条件スクリーニングで幾つかの有望な結果を得て引き続き研究を行っている。一方、当初目的にはなかったが、フォトトロピンに関して、シロイヌナズナの2種類のフォトトロピンの光受容ドメインの一つであるLOV1の結晶構造解析を行い、LOVドメインの初めての二量体構造を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Different role of the Jalpha helix in the light-induced activation of the LOV2 domains in various phototropins. (2009)
  • 著者名/発表者名: Koyama, T., Iwata, T., Yamamoto, A., Sato, Y., Matsuoka, D., Tokutomi, S., Kandori, H.
  • 雑誌名: Biochemistry 48巻 ページ: 7621-7618
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oligomeric State-Dependent Conformational Change of the BLUF Protein TePixD (T110078) (2009)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, K., Nakasone, Y., Okajima, K., Ikeuchi, M., Tokutomi, S., Terazima, M.
  • 雑誌名: J.Mot.Bio 1.386巻 ページ: 1290-1230
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light Signal Transduction Pat hway from the Flavin Chromophore to the Ja helix of (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, A., Iwata, T., Sato, Y., Matsuoka, D., Tokutomi, S., Kandori. H.
  • 雑誌名: Arabidpsis Phototropinl.Biophys.J. 96巻 ページ: 2771-2778
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vibra tional Assignment of the Flavin-Cyst einyl Adduct in a Signaling State of the LOV Domain in FKF1. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi, S., Unno, M., Zikihara, K., Tokutomi, S., Yamauchi, S.
  • 雑誌名: J.Phys.Chem. 113巻 ページ: 2913-2921
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time-Resolved FT-IR Study on Photoadduct Formation and Secondary Structural Changes within the Phototropin LOV Domain (2009)
  • 著者名/発表者名: Pfeifer A., Majerus, T., Zikihara, K., Matsuoka, D., Tokutomi, S., Heberle, J., Kottke, T.
  • 雑誌名: Biophys J 96巻 ページ: 1462-1470
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oligomeric structure of LOV domains in Arabidopsis phototropin. (2009)
  • 著者名/発表者名: Katsura, H., Zikihara, K., Okajima, K., Yoshihara, S., Tokutomi, S.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 583巻 ページ: 526-530
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stability of Dimer and Domain-Domain Interaction of Arabidop sis Phototropin 1 LOV2. (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakasone, Y., Eitoku, T., Zikihara, K., Matsuoka, D., Tokutomi, S., T erazima, M.
  • 雑誌名: J.Mot.Biol. 373巻 ページ: 904-913
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Basis of the LOV1 Dimerization of Arabidopsis Phototropins 1 and 2. (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakasako, M., Zikihara, K., Matsuoka, D., Katsura, H., Tokutomi, S.
  • 雑誌名: J.Mot.Biol 381巻 ページ: 718-733
  • NAID: 130006993861
  • 査読あり
• [雑誌論文] rystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of the LOV1 dom ains of phototropin 1 and 2 from Ara bidopsis thaliana (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakasako, M., Hirata, M., Shimizu, N., Hosokawa, S., Matsuoka, D., Oka, T., Yamamoto, M., Tokutomi, S. C
  • 雑誌名: Acta Crystallogr. Sect F 64巻 ページ: 617-621
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of e lectron transfer in the photoreaction of Zebrafish Cryptochrome-DASH. (2008)
  • 著者名/発表者名: Zikihara, K., Ishikawa, T., Todo, T., Tokutomi, S.
  • 雑誌名: Photochem.Photobiol. 84巻 ページ: 1016-1023
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of Phe1010 in the Light-Induced Structural Changes of the neo1-LOV2 Domain of Adiantum. (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, A., Iwata, T., Tokutomi, S., Kandori, H.
  • 雑誌名: Biochemistry 47巻 ページ: 922-928
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Basis of the LOV1 Dimerization of Arabidopsis Phototropins 1 and 2. (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakasako, M., Zikihara, K., Mtsuoka, D., Katsura, H., Tokutomi, S.
  • 雑誌名: J. Mol. Biol. 381 ページ: 718-733
  • NAID: 130006993861
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of Phe1010 in the Light-Induced Structural Changes of the neol-LOV2 Domain of Adiantum. (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, A., Iwata, T., Tokutomi, S. and Kandori, H.
  • 雑誌名: Biochemistry 47 ページ: 922-928
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular structure and regulation of phototropin kinase by blue tight (2007)
  • 著者名/発表者名: Tokutomi, S., Matsuoka, D., Zikihara, K.
  • 雑誌名: Biochim.Biophys. Acta1784巻 ページ: 133-142
  • 査読あり
• [雑誌論文] Primary processes during the light-signal transduction of phototropin (2007)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka, D., Iwata, T., Zikihara, K., Kandori, H., Tokutomi, S.
  • 雑誌名: Photochem.Photobiol 83巻 ページ: 122-130
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamics of conformational changes of Arabi dopsis phototropin 1 LOV2 with the 1 inker domain (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakasone, Y., Eitoku, T., Matsuoka, D., Tokutomi, S., Terazima, M.
  • 雑誌名: J.Mol.Biol. 367巻 ページ: 432-442
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photochemical intermediates of Arabidopsis phototropin 2 LOV2 asso ciated with conformational changes (2007)
  • 著者名/発表者名: Eitoku, T., Nakasone, Y., Zikihara, K., Matsuoka, D., Tokutomi, S., Terazima, M.
  • 雑誌名: J.Mol.Biol 371巻 ページ: 1290-1303
  • 査読あり
• [雑誌論文] He terogeneous Environment of the S-H Group of Cys966 near the Flavin Chrom ophore in the LOV2 Domain of Adiantum (2007)
  • 著者名/発表者名: Sato, Y., Nabeno, M., Iwata, T., Tokutomi, S., Sakurai, M., Kandori, N.
  • 雑誌名: Neochromel.Biochemistry 46巻 ページ: 10258-10265
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydration and Tempera ture Similarly Affect Light-Induced Protein Structural Changes in the Chromophoric Domain of Phototropin (2007)
  • 著者名/発表者名: Iwata, T., Yamamoto, A., Tokutomi, S., Kandori, H.
  • 雑誌名: Biochemistry 46巻 ページ: 7016-7021
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamics of conformational changes of Arabidopsis phototropin 1 LOV2 with the linker domain. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakasone, Y., Eitoku T., Matsuka, D., Tokutomi, S. and Terazima, M.
  • 雑誌名: J.Mol.Biol. 367 ページ: 432-42
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular structure and regulation of phototropin kinase by blue light. (2007)
  • 著者名/発表者名: Tokutomi, s., Matsuoka, D. and Zikihara, K.
  • 雑誌名: Biochim.Biophys.Acta 1784 ページ: 133-42
  • 査読あり
• [学会発表] Molecular basis for regulation of phototropin kinase by blue light (2009)
  • 著者名/発表者名: Tokutomi, S.
  • 学会等名: Memorial Symposium for the 24^<th> Intern ational Prize for Biology, Celebrating Dr. Winslow R. Briggs "Biology of Sensing"
  • 発表場所: Kyoto
• [学会発表] Photoreaction of a Blue/Green Reversible Phytochrome-Like Photoreceptor Studied By Low-Temperature Spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshihara, S., Zikihara, K. Tokutomi, S.
  • 学会等名: International Conference on Tetrapyrrole Photoreceptors of Photosynthetic Organisms
  • 発表場所: Montlay CA USA
• [学会発表] Regulation of phototropin kinase by blue light (2009)
  • 著者名/発表者名: Tokutomi, S.
  • 学会等名: 15^th International Congress on Photobiology
  • 発表場所: Dusseldorf Germany
• [学会発表] フォトトロピンの光受容ドメインの分子構造、光反応、キナーゼ活性光制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 徳富哲, 直原一徳, 岡島公司, 桂ひとみ, 吉原静恵
  • 学会等名: 日本植物生理学会第50回年会, シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] How blue light regulates kinase activity of phototropin (2008)
  • 著者名/発表者名: Tokutomi, S.
  • 学会等名: 34^th Annual Meeting of American Society for Photobiology
  • 発表場所: San Francisco USA
• [学会発表] Structural basis for the photoreception of Arabidpsis phototropin (2008)
  • 著者名/発表者名: Tokutomi, S., Zikihara, K., Okajima, K., Katsura, H., Yoshihara, S., Nakasako, M.
  • 学会等名: 15^th Anniversary Meeting for Korean Society of Photoscience
  • 発表場所: Jeju Korea
• [学会発表] シロイヌナズナ・フォトトロピン1および2、LOVドメインのダイマー形成分子基盤 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中迫雅由, 直原一徳, 松岡大介, 桂ひとみ, 徳富哲
  • 学会等名: 日本植物生理学会第49回年会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] Structural basis of the light regulation of phototropin Kivase (2008)
  • 著者名/発表者名: Tokutomi, S.
  • 学会等名: Gordon Research Conference
  • 発表場所: Ventura CA USA
• [学会発表] Structural basis for the photoreception of Arabidpsis phototropin (2008)
  • 著者名/発表者名: Tokutomi. S., Zikihara, K., Okajima, K, Katsura, H., Yoshihara, S., Nakasako, M
  • 学会等名: 15^<th> Anniversary Meeting for Korean Society of Photscience
  • 発表場所: Korea, Jeju
• [学会発表] シロイヌナズナ・フォトトロピン1および2、LOV1ドメインのダイマー形成分子基盤 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中迫 雅由、直原 一徳、松岡 大介、桂 ひとみ、徳富 哲
  • 学会等名: 日本植物生理学会第49回年会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] Structural basis of the light regulation of phototropin kinase (2008)
  • 著者名/発表者名: Tokutomi, S.
  • 学会等名: Gordon Research Conference:Photosensory Receptors & Signal Transduction
  • 発表場所: Ventuta,CA,USA
• [学会発表] シロイヌナズナ・フォトトロピン1および2LOV1ドメインの結晶構造解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 中迫雅由, 松岡大介, 直原一徳, 桂ひとみ, 徳富哲
  • 学会等名: 日本生物物理学会第45回年会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] シロイヌナズナ・フォトトロピン1および2LOV1ドメインの結晶構造解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 中迫 雅由、松岡 大介、直原 一徳、桂 ひとみ、徳富 哲
  • 学会等名: 日本生物物理学会第45同年会
  • 発表場所: 横浜
• [備考]
  • URL: http://www.b.s.osakafu-u.ac.jp/~toxan/home.html