LOV 光モジュールによる細胞機能光制御

• 研究課題/領域番号: 23657105
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 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, 理学系研究科, 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) ; 岡島 公司 大阪府立大学, 大学院・理学系研究科, 特認助教 (20438245)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2011年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: フォトトロピン / LOV ドメイン / MAP キナーゼ / キナーゼ活性光制御 / 青色光受容体 / LOVドメイン / MAPキナーゼ / ERK / 細胞分裂 / 分化光制御 / LOV2ドメイン / 細胞機能光制御 / MEK

研究概要

植物の光屈性などの光受容を行う青色光センサータンパク質であるフォトトロピンは光によって活性制御されるタンパク質リン酸化酵素として機能する。この光スイッチ機構を応用して、動物培養細胞が分裂増殖するか分化して神経細胞になるという異なる二つの生理応答反応の切り換えを担う鍵となる酵素の活性を光制御して、細胞の分裂と増殖を光でスイッチして切り替えることが可能な細胞培養系を作り出すことを目的として研究を行い、鍵酵素の活性制御系の部分的な構築を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Blue light-induced conformational changes in a light-regulated transcription factor, aureochrome-1 (2013)
  • 著者名/発表者名: Hisatomi, O.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 54 号: 1 ページ: 93-106
  • DOI: 10.1093/pcp/pcs160
  • NAID: 10031145653
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photosensitivity of kinase activation by blue light involves the lifetime of a cysteinyl-flavin adduct intermediate, S390, in the photoreaction cycle of the LOV2 domain in phototropin, a plant blue light receptor (2012)
  • 著者名/発表者名: Okajima, K., Kashojiya S, and Tokutomi S
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: Vol.287 ページ: 40972-40981
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutations in the N-terminal flanking region of the blue-light sensing domain LOV2 disrupt itsrepressive activity on the kinase domain in the Chlamydomonas phototropin (2012)
  • 著者名/発表者名: Aihara, Y., Yamamoto, T., Okajima, K.,Yamamoto, K., Suzuki, T., Tokutomi, S., Tanaka,K. and Nagatani, A
  • 雑誌名: J. Biol.Chem 巻: Vol.287 ページ: 9901-9909
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photosensitivity of kinase activation by blue light involves the lifetime of a cysteinyl-flavin adduct intermediate, S390, in the photoreaction cycle of the LOV2 domain in phototropin, a plant blue light receptor. (2012)
  • 著者名/発表者名: Okajima, K.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem . 巻: 287 号: 49 ページ: 40972-40981
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.406512
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phytochrome kinase substrate 4 is phosphorylated by the phototorpin1 photoreceptor (2012)
  • 著者名/発表者名: Dermarsy E, Schepens I, Okajima K, Hersch M, Bergmann, Christie J, Shimazaki K, Tokutomi S and Fankhauser C
  • 雑誌名: EMBO J. 巻: 31 号: 16 ページ: 3457-3467
  • DOI: 10.1038/emboj.2012.186
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutations in N-terminal Flanking Region of Blue Light-sensing Light-Oxygen and Voltage 2 (LOV2) Domain Disrupt Its Repressive Activity on Kinase Domain in the Chlamydomonas Phototropin (2012)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Aihara, Takaharu Yamamoto, Koji Okajima, Kazuhiko Yamamoto, Tomomi Suzuki, Satoru Tokutomi, Kazuma Tanaka, Akira Nagatani
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 287 号: 13 ページ: 9901-9909
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.324723
  • 査読あり
• [雑誌論文] LOV2-linker-kinase phosphorylates LOV1-containing N-terminal polypeptide substrate via photoreaction of LOV2 in Arabidopsis phototropin1 (2011)
  • 著者名/発表者名: Okajima, K., Matsuoka, D. and Tokutomi, S
  • 雑誌名: FEBS Lett 巻: Vol.585 ページ: 3391-3395
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light-Induced movement of the LOV2 domain in an Asp720Asn mutant LOV2-Kinase fragment of Arabidopsis phototropin 2 (2011)
  • 著者名/発表者名: Takayama, Y., Nakasako, M., Okajima,K., Iwata, A., Kashojiya, S., Matsui, Y. and Tokutomi, S
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: Vol. 50 ページ: 1174-1183
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light-induced structural changes ofthe LOV2 domains in various phototropins revealed by FTIR spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Iwata, T., Tokutomi, S. and Kandori,H
  • 雑誌名: BIOPHYSICS 巻: Vol.7 ページ: 89-98
  • 査読あり
• [雑誌論文] LOV2-linker-kinase phosphorylates LOV1-containing N-terminal polypeptide substrate via photoreaction of LOV2 in Arabidopsis phototropin1 (2011)
  • 著者名/発表者名: Okajima, K., Matsuoka, D., Tokutomi, S.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 巻: 585 号: 21 ページ: 3391-3395
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2011.10.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light-induced movement of the LOV2 domain in an Asp720Asn-mutated LOV2-kinase fragment of Arabidopsis phototropin 2 (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Takayama, M.Nakasako, K.Okajima, A.Iwata, S.Kashojiya, Y.Matsui, S.Tokutomi
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 50 号: 7 ページ: 1174-1183
  • DOI: 10.1021/bi101689b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light-induced structural changes of the LOV2 domains in various phototropins revealed by FTIR spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Iwata, T., Tokutomi, S., Kandori, H.
  • 雑誌名: BIOPHYSICS 巻: 7 号: 0 ページ: 89-98
  • DOI: 10.2142/biophysics.7.89
  • NAID: 130001253118
  • ISSN: 1349-2942
  • 査読あり
• [学会発表] シロイヌナズナphototropin1 と RPT2 の in vitro での相互作用解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 嘉祥寺谷幸子
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] クラミドモナスの 全長phototropin における光受容機構の分子基盤 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡島 公司
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] クラミドモナスの全長phototropinにおける光受容機構の分子基盤 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡島 公司
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山）
• [学会発表] シロイヌナズナphototropin1とRPT2のin vitroでの相互作用解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 嘉祥寺谷 幸子
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山）
• [学会発表] 植物の環境感覚をささえる多様な蛋白質機能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 徳富 哲
  • 学会等名: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 植物の青色光受容体キナーゼ(フォトトロピン)のシグナリング機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岡島 公司
  • 学会等名: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Photocycle in LOV2 is involved in the light sensitivity of kinase activity in phototropin (2012)
  • 著者名/発表者名: Okajima, K
  • 学会等名: The 1st International Symposium on Plant Environmental Sensing
  • 発表場所: 奈良
• [学会発表] Lys475 is critial for light-activation of kinase in Arabidopsis phototropin1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Kashojiya, S
  • 学会等名: The 1st InternationalSymposium on Plant Environmental Sensing
  • 発表場所: 奈良
• [学会発表] フォトトロピンの LOV2 領域・N 末端側近傍の変異によりキナーゼ活性の抑制機能が失われる (2012)
  • 著者名/発表者名: 相原 悠介
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] シロイヌナズナ phot1 LOV2-キナーゼペプチドを用いた LOV2 の N 末端側領域へのアミノ酸変異導入解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 嘉祥寺谷 幸子
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Life time of a signalingstate in the LOV2 is involved in lightsensitivity of kinase activation inArabidopsis phototropin (2012)
  • 著者名/発表者名: Okajima, K
  • 学会等名: Gordon ResearchConference on Photosensory Receptors &Signal Transduction
  • 発表場所: USA, Galveston TX
• [学会発表] 植物の青色光受容体キナーゼ（フォトトロピン）のシグナリング機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岡島 公司
  • 学会等名: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知）
  • 招待講演
• [学会発表] 植物の環境感覚をささえる多様な蛋白質機能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 徳富 哲
  • 学会等名: 第12回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知）
• [学会発表] クラミドモナス由来の全長フォトトロピンが示す光反応ダイナミクスの時間分解検出 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中曽根 祐介
  • 学会等名: 第50回生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知）
• [学会発表] LOV2 ドメインの中間体揺らぎの時間分解検出 (2012)
  • 著者名/発表者名: 黒井 邦巧
  • 学会等名: 第50回生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知）
• [学会発表] Structural fluctuation of signaling state of phototropin1-LOV2 domain studied by transient grating method and pressure perturbation calorimetry (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakasone, Y., Zikihara, K., Tokutomi, S., Terazima, M.
  • 学会等名: The 5th International Symposium on Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions
  • 発表場所: 奈良
• [学会発表] Life time of a signaling state in the LOV2 is involved in light sensitivity of kinase activation in Arabidopsis phototropin (2012)
  • 著者名/発表者名: Okajima, K., Kashojiya, S., Tokutomi, S.
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Photosensory Receptors & Signal Transduction
  • 発表場所: USA, Galveston TX
• [学会発表] シロイヌナズナphot1 LOV2-キナーゼペプチドを用いたLOV2のN末端側領域へのアミノ酸変異導入解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 嘉祥寺谷 幸子、 岡島 公司、 徳富 哲
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] フォトトロピンのLOV2領域・N末端側近傍の変異によりキナーゼ活性の抑制機能が失われる (2012)
  • 著者名/発表者名: 相原 悠介、山本 隆晴、岡島 公司、山本 和彦、鈴木 友美、徳富哲、田中 一馬、長谷 あきら
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Lys475 is critial for light-activation of kinase in Arabidopsis phototropin1. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kashojiya, S., Okajima, K. Tokutomi S.
  • 学会等名: The 1st International Symposium on Plant Environmental Sensing
  • 発表場所: 奈良
• [学会発表] 植物の青色光受容体(フォトトロピン)における分子内シグナル伝達機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡島 公司
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 植物青色光受容体フォトトロピンのキナーゼ活性光制御機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 徳富 哲
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Signaling mechanisms of phototropin, plant blue light receptor (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡島 公司
  • 学会等名: 日本生物物理学会第49回年会
  • 発表場所: 姫路
• [学会発表] The lifetime of S390 in LOV2 domain regulates light sensitivity of kinase activation in Arabidopsisphototroin (2011)
  • 著者名/発表者名: Kashojiya, S
  • 学会等名: 第5回アジア・オセアニア光生物学会議
  • 発表場所: 奈良
• [学会発表] Light regulation of phototropin kinase (2011)
  • 著者名/発表者名: Okajima,k
  • 学会等名: 第5回アジア・オセアニア光生物学会議
  • 発表場所: 奈良
• [学会発表] 分子動力学シミュレーションによるフォトトロピンの光活性化機構の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 武田 英之
  • 学会等名: 第11回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] 分子動力学シミュレーションによるフォトトロピンの光活性化機構の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 武田 英之、直原 一徳、徳富 哲、櫻井 実
  • 学会等名: 第１１回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] Light regulation of phototropin kinase. (2011)
  • 著者名/発表者名: Okajima, K., Tokutomi, S.
  • 学会等名: 第５回アジア・オセアニア光生物学会議(招待講演)
  • 発表場所: 奈良
• [学会発表] The lifetime of S390 in LOV2 domain regulates light sensitivity of kinase activation in Arabidopsis phototroin. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kashojiya, S., Okajima, K., Tokutomi, S.
  • 学会等名: 第５回アジア・オセアニア光生物学会議
  • 発表場所: 奈良
• [学会発表] 青色光受容体BLUFタンパク質TePixDの可逆的な光反応; 低温分光による解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 福島 佳優、岡島 公司、池内 昌彦、伊藤 繁
  • 学会等名: 日本生物物理学会第49回年会
  • 発表場所: 姫路
• [学会発表] 高圧下におけるフォトトロピンＬＯＶドメインの光反応 (2011)
  • 著者名/発表者名: 黒井 邦巧、佐藤 フランシエーレ、中曽根 祐介、直原 一徳、徳富 哲、寺嶋 正秀
  • 学会等名: 日本生物物理学会第49回年会
  • 発表場所: 姫路
• [学会発表] 植物青色光受容体フォトトロピンのキナーゼ活性光制御機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 徳富 哲
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会(招待講演)
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 植物の青色光受容体（フォトトロピン）における分子内シグナル伝達機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡島 公司、嘉祥寺谷 幸子、徳富哲
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
• [備考]
  • URL: http://www.b.s.osakafu-u.ac.jp/~toxan/home.html
• [備考]
  • URL: http://www.b.s.osakafu-u.ac.jp/~toxan/home.html