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内包膜プロテイントランスロケーターによるプラスチドの機能発現とその制御機構の解明

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 22020024
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関大阪大学

研究代表者

中井 正人  大阪大学, 蛋白質研究所, 准教授 (90222158)

研究期間 (年度) 2010 – 2012
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)
キーワード葉緑体 / 植物 / 蛋白質輸送 / 膜蛋白質 / シロイヌナズナ / オルガネラ / 生合成 / 超分子複合体 / タンパク質輸送
研究概要

プラスチドは植物の器官・組織を構成する様々な細胞中に、機能的にも形態的にも多様に分化して存在し、生育段階や環境変化による時間的かつ空間的な複雑な制御を受けている。多様なプラスチドの機能維持には、適した蛋白質セットが、適時に発現、適所に配置され、色々な制御を受けて機能しているからに他ならない。このような複雑な蛋白質社会を形成維持することは、単に遺伝子発現レベルの調節だけでは不可能で、転写翻訳後の様々なレベルでの調節が必要である。その重要なひとつが、プラスチドへ蛋白質を輸送し配置する分子装置プロテイントランスロケーターによるものである。しかし、特に内包膜のトランスロケーターTic複合体に関しては、その構成因子も制御機構も不明の点が多い。我々は、Ticの中核がTic20である事、複数のTic20ホモログが異なる発現様式を示し、基質特異性の異なるTic複合体を形成する事を明らかにし、また、同じく基質特異性の異なる外包膜のToc輸送装置との物理的および機能的連携を示唆するデータも得ている。特に本研究では、Tic複合体の構成の全容を解明し、内包膜・外包膜における協調的輸送制御機構や、それがプラスチドの機能維持に果たす役割を明らかにすることを目的とする。
われわれは、シロイヌナズナTic20ホモログに関して、アフィニティ精製用のタグが付加された形で発現するTic20の改変遺伝子を導入したラインの確立および、そこから得られた単離葉緑体を材料に、Tic20複合体の大量精製をおこなった結果、まったく新奇なコンポーネント3種類を同定することに成功している。平成23年度の研究においては、これら新奇3種類のコンポーネントに関して、膜上の配向性や必須性を生化学的および遺伝学的手法により詳細に解析した。また、精製した複合体に関して、電顕観察や再構成実験を行なった。平成24年度においては、成果を論文として纏める作業を進め、8月末に投稿、10月のRevisionの際には、いくつかの追加実験を行った。その結果、本研究により得られた成果は、論文審査員や編集者にも高い評価を得る事ができ、国際誌サイエンスに掲載される事となった。

報告書

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

    (8件)

すべて 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Uncovering the Protein Translocon at the Chloroplast Inner Envelope Membrane2013

    • 著者名/発表者名
      Shingo Kikuchi
    • 雑誌名

      SCIENCE

      巻: 339 号: 6119 ページ: 571-574

    • DOI

      10.1126/science.1229262

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In vivo studies on the roles of two closely related Arabidopsis Tic20 proteins, AtTic20-I and AtTic20-IV2011

    • 著者名/発表者名
      平林よしの、中井正人
    • 雑誌名

      Plant & Cell Physiology

      巻: 52 ページ: 469-478

    • NAID

      10029709434

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 葉緑体内包膜の新奇な蛋白質輸送装置:葉緑体進化の新たなる謎2013

    • 著者名/発表者名
      Masato Nakai
    • 学会等名
      第15回 植物オルガネラワークショップ
    • 発表場所
      岡山 オルガホール(招待講演)
    • 年月日
      2013-03-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 一次共生進化の初期過程でのタンパク質輸送装置の確立・進化2012

    • 著者名/発表者名
      Masato Nakai
    • 学会等名
      第76回 日本植物学会 シンポジウム
    • 発表場所
      兵庫県立大学(招待講演)
    • 年月日
      2012-09-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Uncovering the protein translocon at the chloroplast inner envelope2012

    • 著者名/発表者名
      Masato Nakai
    • 学会等名
      Gordon Conference : Mitochondria & Chloroplasts
    • 発表場所
      アメリカ スミスフィールド(招待講演)
    • 年月日
      2012-08-02
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Uncovering the protein translocon at the chloroplast inner envelope2012

    • 著者名/発表者名
      Masato Nakai
    • 学会等名
      第12回 日本蛋白質科学会年会シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(招待講演)
    • 年月日
      2012-06-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] TIC : a translocon at the inner envelope of chloroplasts2010

    • 著者名/発表者名
      中井正人
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Protein Community
    • 発表場所
      奈良、ホテル日航奈良(招待講演)
    • 年月日
      2010-09-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.protein,osaka-u.ac.jp/enzymology/nakaiJ.html

    • 関連する報告書
      2011 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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