銅蛋白質フォールディング過程における配位子および分子シャペロンの役割

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08249241
• 研究機関: 名城大学
• 研究代表者: 高倍 昭洋 名城大学, 総合研究所, 教授 (80097766)
• 研究分担者: 日比野 隆 名城大学, 理工学部, 助手 (70218741) ; 田中 義人 名城大学, 理工学部, 講師 (10247679) ; 石川 浩 名城大学, 理工学部, 助教授 (40076592)
• キーワード: 銅蛋白質 / 光合成 / 環境応答 / 食糧問題 / 電子伝達 / 太陽エネルギー

研究概要

本研究は,蛋白質工学の手法を用いて、典型的なタイプI銅蛋白質であるプラストシアニンのアッセンブリー過程における銅イオンの活性部位への取り込みに関する知見を得ようとするものである。本年度の研究により、1)プレカーサープラストシアニンのシグナルペプチドの一部を切断した中間サイズのプラストシアニンを大腸菌で発現させたところ、ペリプラズム空間に輸送され成熟型プラストシアニンにプロセスされた。2)培養液中に銅イオンが存在すると銅イオンが結合し、正しくアッセンブリーしたホロ蛋白質が生じた。3)銅イオンが欠乏した培養液中では、アポ蛋白質としてフォールディングした。4)プラストシアニンの銅配位子NetをCln等に改変したmutantを発現させたところ、銅イオン存在下においても銅イオンが取り込まれず、アポ蛋白質としてフォールディングすることが明かになった。一方,分子シャペロン(DnaK)遺伝子を耐塩性ラン藻から初めて単離した。プレカーサープラストシアニンと分子シャペロン(DnaK)を大腸菌で共発現させたところ、プレカーサー蛋白質が可溶化されることが明かになった。現在、尿素で変性したプラストシアニンのフォールディング過程における金属イオンの取り込みに対する配位子、分子シャペロン、シグナルペプチドの役割について検討を進めている。

研究成果

• [文献書誌] T.Hibino,B.H.Lee,A.K.Rai,H.Ishikawa,H.Kojima,M.Tawada,H.Shinoyama,T.Takabe: "Salt Enhances Photosystem I Content and Cyclic Electron Flow via NAD(P)H Dehydrogenase in the Halotolerant Cyanobacterium Aphanothece halophytica" Aust J. Plant Physiol. 23. 321-330 (1996)
• [文献書誌] T.Hibino,B.H.Lee,A.Odani,O.Yamauchi,T.Takabe,: "Kinetic and Cross-Linking Studies on the Interactions of Negative Patch Mutant Plastocyanin from Silene pratensis with Photosystem I Complexes from Cyanobacteria, Green Algae, and Plants" J. Biochem.,. 120. 556-563 (1996)
• [文献書誌] P.Harinasut,K.Tsutsui,T.Takabe,M.Nomura,T.Takabe,S.Kishitani: "Exogenous Glycinebetaine Accumulation and Enhancement of Salt Tolerance in Rice Seedlings" Biosci. Biotech. Biochem.60. 366-368 (1966)
• [文献書誌] T.Nakamura,M.Ishitani,P.Harinasut,M.Nomura,T.Takabe,T.Takabe: "Distribution of Glycinebetaine in Old and Young Leaf Blades of Salt-Stressed Barley Plants" Plant Cell Physiol.37. 873-877 (1966)
• [文献書誌] 高倍昭洋: "光合成電子伝達系の機能と環境適応機構" ファルマシア. 32. 650-654 (1966)