| 研究課題/領域番号 |
13440240
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
植物生理
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
長谷 俊治 大阪大学, たんぱく質研究所, 教授 (00127276)
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| 研究分担者 |
有賀 洋子 大阪大学, たんぱく質研究所, 助手 (60255429)
楠木 正巳 大阪大学, たんぱく質研究所, 助教授 (90135749)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2002
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| キーワード | プラスチド / レドックス代謝 / フェレドキシン / フェレトキシン:NADP還元酵素 / 亜硫酸還元酵素 / グルタミン酸合成酵素 |
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| 研究概要 |
植物の独立栄養機能を支える代謝はレッドクス反応を基礎とし、電子キャリアーであるフェレドキシン(Fd)とFdを電子供与体とする酵素群の組み合わせが働く。Fdを介した電子分配がプラスチドの広範なレドックス代謝を駆動・制御する主要因であり、その分子機構を解明することを目的に研究を行い、以下の成果を得た。
1)トウモロコシ根に存在するFdとFd:NADP還元酵素(FNR)との電子伝達複合体のX線構造解析を行い、葉由来のFdとFNRの複合体構造と異なることを見出した。
2)Fdと亜硫酸還元酵素(SiR)及びその改変体との電子伝達過程を調べ、Fdの酸化還元電位がSiRの酵素活性や基質特異性と関わることを明らかにした。また、SiR単独及びFdとの複合体の結晶を作製し、3Å程度の分解能の回折像が得られているので、今後解析を進める。
3)Fd依存性のグルタミン酸合成酵素のアミド基転移ドメインの部位特異的改変体を作製し、グルタミンの脱アミド反応による酵素分子内のアンモニアと分子外部に加えたアンモニアの還元固定反応に大きな相違があることを見出した。
4)ゲノム情報が活用できるシロイヌナズナを材料として、Fd遺伝子ファミリーを構成する4種の分子の組換え体を調製し、そのレドックス特性と光化学系I、FNRやSiRとの反応性を解析した。その結果、分子種により特性が大きく異なることが明らかになり、レドックス代謝における機能分業が示唆された。今後、Fdの分子種別の相互作用蛋白質を解析し、代謝ネットワークにおける役割を明らかにする。
5)ラン藻細胞を用いてFd依存性のグルタミン酸合成酵素の欠失株、大量発現株を作製し、窒素同化におけるFdからの電子利用の効率を解析できるin vivoの実験系を構築した。大量発現株ではラン藻の生育が阻害され、光還元力の分配のバランスの崩れがその原因であると考えられた。
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