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植物葉緑体におけるチラコイド内腔タンパク質ジスルフィド結合酸化還元調節の役割

公募研究

研究領域タンパク質社会の研究の総合的推進
研究課題/領域番号 22020013
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関京都産業大学

研究代表者

本橋 健  京都産業大学, 総合生命科学部, 准教授 (90301952)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
6,400千円 (直接経費: 6,400千円)
2011年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2010年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
キーワード植物 / 葉緑体 / 酸化還元制御 / ジスルフィド結合 / チラコイド膜
研究概要

植物の光合成を担う葉緑体は、複雑な膜系を有しており、葉緑体内の区切られた各々のコンパートメント内のタンパク質内ジスルフィド結合のコントロールは総合的な理解にほど遠い状態にある。そもそも、葉緑体内に存在するチラコイド膜の内腔側は、そこが酸化状態で安定なのか、それとも条件により還元状態になりうるのか、という基本的問題も明らかになっていない。私は、チラコイド内腔にジスルフィド結合の酸化還元調節タンパク質が存在することを明らかにした。また、必要となる還元力はチラコイド膜を隔てたストロマ側から供給されていることを初めて示した(Motohashi et al. JBC(2006))。
昨年度、本研究では、チラコイド膜タンパク質であるCcdAがこの還元力伝達経路に関与する可能性を検討し、CcdAのチラコイド膜上における酸化還元状態を調べた。チラコイドの外側からこの還元力伝達システムを駆動した場合、CcdAが還元される条件とチラコイド内腔側の還元力伝達チオレドキシン様因子HCF164が還元される条件が同じであることを見いだした。
本年度は、CcdA-HCF164経路が実際の植物体内でどのように機能しているかを調べるため、各因子のT-DNA挿入変異株の取得を行った。まず、CcdAタンパク質の欠損によるチラコイド内腔への還元力受け渡し経路の不全が、どのような生理機能と結びついているか明らかにすることを目的として、モデル植物であるシロイヌナズナよりCcdA欠失変異体を取得することを試みた。T-DNA挿入変異株のうち、ヘテロ接合体は容易に取得できるが、ホモ接合体は致死性、または、光に対して感受性を示すことを明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

T-DNA挿入変異株の取得などを通して、CcdA-HCF164経路の研究を順調に推進しているため、(2)とした。

今後の研究の推進方策

CcdA変異株は、欠失変異株のホモ接合体は通常条件で致死性であることが示されたため、植物体の性質を調べるために、生育する条件を検討する必要があることがわかった。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] CcdA is a thylakoid membrane protein required for the transfer of reducing equivalents from stroma to thylakoid lumen in the higher plant chloroplast2010

    • 著者名/発表者名
      Ken Motohashi, Toru Hisabori
    • 雑誌名

      Antioxid. Redox Signal.

      巻: 13 ページ: 1169-1176

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高等植物葉緑体におけるレドックス制御~チラコイド内腔におけるレドックス調節機構について~2010

    • 著者名/発表者名
      本橋健
    • 雑誌名

      光合成研究

      巻: 20 ページ: 4-8

    • NAID

      40017325898

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 植物ミトコンドリアのチオレドキシン標的タンパク質2011

    • 著者名/発表者名
      吉田啓亮、野口航、本橋健、久堀徹
    • 学会等名
      第84回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都;京都国際会館
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 葉緑体チラコイド膜局在タンパク質CcdAの還元力伝達機構2011

    • 著者名/発表者名
      本橋健、久堀徹
    • 学会等名
      第52回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      東北大学川内北キャンパス
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] CcdA is a thylakoid membrane protein for the transfer of reducing equivalents across the thylakoid membrane in the higher plant chloroplast2010

    • 著者名/発表者名
      Ken MOTOHASHI, Toru HISABORI
    • 学会等名
      BMB2010(第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会 合同大会)
    • 発表場所
      ポートアイランド(神戸)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] CcdA is a thylakoid membrane protein for the transfer of reducing equivalents from stroma to thylakoid lumen in the higher plant chloroplast2010

    • 著者名/発表者名
      Ken MOTOHASHI, Toru HISABORI
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Protein Community(ISPC-Nara2010)
    • 発表場所
      ホテル日航奈良(奈良)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 葉緑体ストロマチオレドキシンによるチラコイド膜を介した還元力伝達機構2010

    • 著者名/発表者名
      本橋健、久堀徹
    • 学会等名
      第1回日本光合成学会公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学・駒場キャンパス
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2018-03-28  

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