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2010 年度 実績報告書

植物環境感覚に関わる分子の構造と機能

計画研究

研究領域植物の環境感覚:刺激受容から細胞応答まで
研究課題/領域番号 22120005
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

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)

研究分担者 吉原 静恵  大阪府立大学, 理学系研究科, 助教 (20382236)
キーワード青色光受容体 / フォトトロピン / クリプトクロム / 光反応 / 分子構造 / シグナル伝達
研究概要

固着生活をおくる植物は、適切に環境応答して生存を図らなければならない。植物は光、温度、水分など様々な環境要因に応答して、発芽・成長し、光合成を効率よく行い、開花・結実して子孫を残す。中でも光は、光合成を行う植物にとって環境情報の中でも特に重要な役割を果たしている。当班では、これまでの研究成果を基に光環境感覚に関与する分子に注目し、当面フナトトロピン(phot)を中心とする植物光受容体の分子構造と機能、光受容・シグナル伝達機構の解明を目指し、他班の研究進展にともないその他の環境情報関連分子の研究も目指すこととし、以下の成果存上げた。
1)シロイヌナズナ青色光受容体photは光受容ドメインを二つ(LOV1とLOV2)と、キナーゼドメインをもち、光により活性化されるキナーゼと考えられる。我々は、光制御機能を持つ最小キナーゼであるLOV2-linker-キナーゼ、および人工基質を用いたキナーゼアッセイ系を構築し、photキナーゼの光制御分子機構の研究を行い、以下の4つの成果を上げた。a)光シグナルの入り口であるLOV2発色団からキナーゼ活性制御にいたる分子内光シグナル伝達の新規経路を見つけた。b)LOV2光反応サイクル中の活性化中間体の寿命が、キナーゼ活性化の光感受性に関与することを見つけた。c)上記最小キナーゼポリペプチド純品のX線小角散乱測定をSpring8で行い、分子構造モデルを計算し、キナーゼ光活性化分子基盤に関する情報を得た。
2)その他の青色光受容体に関する研究 ゼブラフィシュおよび珪藻のCry-DASHの大腸菌発現系を確立し、低温紫外可視吸収分光、円二色性分光による解析から、新規光反応中間体を見つけ光反応経路を碓定し、両者の比較からそれらの機能の分化を考察した。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (15件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Light-Induced movement of the LOV2 domain in an Asp 720 Asn 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., Tokutomi, S.
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 50 ページ: 1174-1183

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A way to sense light intensity : Multiple-excitation of the BLUF photoreceptor TePixD suppresses conformational change.2011

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, K., Nakasone, Y., Okajima, K., Ikeuchi, M., Tokutomi, S., Terazima, M.
    • 雑誌名

      FEBS Lett.

      巻: 585 ページ: 786-790

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Macromolecular ding Effects on Reactions of TePixD (T110078).2010

    • 著者名/発表者名
      Toyooka, T., Tanaka, K, Okajima, K., Ikeuchi, M., Tokutomi, S., Terazima, M.
    • 雑誌名

      Photochem Photobiol.

      ページ: DOI:10.1111/j.1751-1097.2010.00849.x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetics of conformational changes of the FKF1-LOV domain upon photoexcitation.2010

    • 著者名/発表者名
      Nakasone, Y., Zikihara, K., Tokutomi, S., Terazima, M.
    • 雑誌名

      Biophys.J.

      巻: 99 ページ: 3831-3839

    • 査読あり
  • [雑誌論文] When is the helix conformation restored after the reverse reaction of Phototropin?2010

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi, Y., Nakasone, Y., Zikihara, K., Tokutomi, S., Terazima, M.
    • 雑誌名

      J.Amer.Chem.Soc.

      巻: 132 ページ: 8838-8839

    • 査読あり
  • [学会発表] シロイヌナズナphot1のアミノ酸N476とK475はLOV2によるキナーゼ光制御に関わる2011

    • 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52回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      宮城
    • 年月日
      20110320-20110322
  • [学会発表] 植物青色光受容体フォトトロピン2の立体構造研究2011

    • 著者名/発表者名
      中迫雅由、高山裕貴、岩田彩、松井夕花、岡島公司、嘉祥寺谷幸子、徳富哲
    • 学会等名
      第24回日本放射光学会年会
    • 発表場所
      茨城
    • 年月日
      20110107-20110110
  • [学会発表] Molecular Dynamics study on the mechanical difference in the LOV2-kinase domain interaction between photo1 and photo22010

    • 著者名/発表者名
      Zikihara, k., Tokutomi, s., Sakurai, m.
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会
    • 発表場所
      宮城
    • 年月日
      20100920-20100922
  • [学会発表] Determination of the photoreaction product of blue light sensor BLUF protein TePixD2010

    • 著者名/発表者名
      Kuroi, K., Tanaka, K., Kimura, Y., Okajima, K., Ikeudhi, M., Tokutomi, S., Terajima, M.
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会
    • 発表場所
      宮城
    • 年月日
      20100920-20100922
  • [学会発表] Replacement of Arg near FMN in LOV2 with Lys lead to shortening of the life time of S390 state in Arabidopsis phototropin2010

    • 著者名/発表者名
      Okajima, k., Kasyojiya, s., Tokutomi, s.
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会
    • 発表場所
      宮城
    • 年月日
      20100920-20100922
  • [学会発表] Arabidopsis phot1LOV2-Jα(N/A)mutant shows longer life time of adduct state, S390.2010

    • 著者名/発表者名
      Kasyojiya, s., Okajima, k., Tokutomi, s.
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会
    • 発表場所
      宮城
    • 年月日
      20100920-20100922
  • [学会発表] Circular Dichroism spectra of zebrafish Cryptochrome DASH2010

    • 著者名/発表者名
      Fukazawa, r., Zikihara, k., Ishikawa, t., Todo, t., Tokutomi, S.
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会
    • 発表場所
      宮城
    • 年月日
      20100920-20100922
  • [学会発表] Molecular basis for the blue/green photoconversion of cyanobacteriochrome SyPixj1 revealed by UV-VIS absorption and circular dichroism2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara, s., Zikihara, k., Tokutomi, s.
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会
    • 発表場所
      宮城
    • 年月日
      20100920-20100922
  • [学会発表] Time-resolved observation of protein-protein interaction between blue-light receptor PixD and response regulator PixE2010

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, k., Okajima, k., Ikeuchi m., Tokutomi, s., Terazima, m.
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会
    • 発表場所
      宮城
    • 年月日
      20100920-20100922
  • [学会発表] BLUFドメインからLOVドメインへの変換?2010

    • 著者名/発表者名
      西海健悟、田中啓介、岡島公司、徳富哲、寺嶋正秀
    • 学会等名
      第4回分子科学討論会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20100914-20100917
  • [学会発表] 植物の青色光受容体フォトトロピンにおいてLOV2のフォトサイクルがキナーゼの光感受性を制御する2010

    • 著者名/発表者名
      岡島公司、嘉祥寺谷幸子、桂ひとみ、福岡翠、徳富哲
    • 学会等名
      第16回日本光生物学協会年会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20100810-20100811
  • [学会発表] 青色光・緑色光によって可逆的光変換するシアノバクテリオクロムの紫外/可視吸収スペクトル、円二色性スペクトル解析2010

    • 著者名/発表者名
      吉原静恵、直原一徳、徳富哲
    • 学会等名
      第16回日本光生物学協会年会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20100810-20100811
  • [学会発表] シロイヌナズナFKF1タンパクLOVドメインにおいて低温光反応で検出されるアニオンラジカルのEPR測定2010

    • 著者名/発表者名
      直原一徳、Till Biskup、 Robert Bittl、徳富哲
    • 学会等名
      第16回日本光生物学協会年会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20100810-20100811
  • [学会発表] involvement of lov2 Arg427 in light reception of ArAbidopsis phototropin 22010

    • 著者名/発表者名
      Okajima, K., Fukuoka, M., Katsura, H.
    • 学会等名
      国際シロイヌナズナ研究会議
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20100606-20100610
  • [学会発表] 青色光受容体フォトトロピンの光感受性は光受容ドメインの活性化状態の寿命で決まる2010

    • 著者名/発表者名
      嘉祥寺谷幸子、岡島公司、徳富哲
    • 学会等名
      日本植物学会近畿支部大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2010-11-20
  • [備考]

    • URL

      http://www.b.s.osakafu-u.ac.jp/~toxan/home.html

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公開日: 2012-07-19  

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