植物界で初めて発見された水溶性アスタキサンチン結合蛋白質による強光防御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 26440155
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物分子・生理科学
• 研究機関: 東京農業大学
• 研究代表者: 川崎 信治 東京農業大学, 生命科学部, 教授 (50339090)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 微細藻類 / 極限環境 / カロテノイド / アスタキサンチン / 強光ストレス / 光酸化ストレス / 活性酸素 / 有用物質生産 / 環境ストレス

研究成果の概要

植物は強光が付随する環境ストレス下では、活性酸素の生成を伴う光酸化ストレスを発生し枯死にいたる。強光下の真夏のアスファルトから単離した微細藻類Ki-4株は、光酸化ストレス下で細胞液を赤く変色して長期間生存する。この赤色物質は光合成生物で初めての発見となる抗酸化力に優れたアスタキサンチンを結合する水溶性タンパク質であることが判明し、AstaPと命名した。本研究でAstaPの諸性質を分子レベルで解析したところ、AstaPは細胞内でアスタキサンチンを特異的に結合・可溶化し、かつ細胞表層に局在させることで、サンスクリーン効果により細胞全体を強光から保護する機能をもつことが推定された。

研究成果

• [学会発表] 過酷な環境で生育する微細藻類の単離と有用な生理代謝の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 豊島拓樹、小俣翼、田邊義和、小飯田えり、佐藤光、古川綾恵、吉田梨沙子、川崎信治
  • 学会等名: 日本藻類学会
  • 発表場所: 高知大学（高知県高知市）
  • 年月日: 2017-03-24
• [学会発表] 水溶性アスタキサンチン結合タンパク質による微細藻類の新規な光酸化ストレス防御機構に関する研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 豊島拓樹、吉田、小飯田、山崎、小俣、石毛、久保田、高市真一、川﨑信治
  • 学会等名: 日本農芸化学会
• [学会発表] 過酷な環境から単離した微細藻類の新規な光酸化ストレス防御機構に関する研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 豊島 拓樹，吉田 梨沙子，石毛 太一郎，久保田 恵理，高市 真一，川﨑 信治
  • 学会等名: 日本藻類学会
• [学会発表] 過酷な生育環境から単離した微細藻類の系統・分類学的研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉田梨沙子,豊島拓樹,宮田彩実,川﨑信治
  • 学会等名: 日本藻類学会
• [学会発表] 過酷な生育環境から単離した真核微細藻類がもつ新奇な環境ストレス耐性機構の解析。 (2016)
  • 著者名/発表者名: 長嶋雄大, 小俣翼, 田邉義和, 石毛太一郎, 久保田恵理, 豊島拓樹, 広瀬優, 新村洋一 , 川崎信治
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2016-03-28
• [学会発表] 真核微細藻類で同定された水溶性アスタキサンチン結合タンパク質(AstaP)ホモログの微細藻類における分布。 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮田彩美、岡田和隆、浅野朋美、新村洋一、川崎信治
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2016-03-28
• [学会発表] 真核微細藻類で同定された水溶性アスタキサンチン結合タンパク質（AstaP） ホモログの機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 加藤聖子，荒木花梨，岡田和隆，新村洋一，川崎信治
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2016-03-28
• [学会発表] 真核微細藻類で同定された水溶性アスタキサンチン結合タンパク質の生物分布と機能。 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川崎信治、加藤聖子、宮田彩美、岡田和隆、長嶋雄大、浅野朋美、小俣翼、田邊義和、新村洋一
  • 学会等名: 日本カロテノイド研究会
  • 発表場所: 首都大学
  • 年月日: 2015-09-04
• [学会発表] 過酷な生育環境から単離された微細藻類がもつ新奇な環境ストレス耐性機構の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡田和隆、長嶋雄大、浅野朋美、小俣翼、加藤聖子、田邊義和、宮田彩美、新村洋一、川崎信治
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-29
• [図書] 環境と微生物の事典：第１１６項 乾燥に耐える微生物 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川崎信治
  • 総ページ数: 448
  • 出版者: 朝倉書店