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2004 年度 実績報告書

立体構造から探るフェレドキシン依存性循環電子伝達でのチトクロムb_6f複合体の役割

研究課題

研究課題/領域番号 16048217
研究機関東京大学

研究代表者

栗栖 源嗣  東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教授 (90294131)

研究分担者 長谷 俊治  大阪大学, たんぱく質研究所, 教授 (00127276)
楠木 正巳  大阪大学, たんぱく質研究所, 助教授 (90135749)
キーワード分子間相互作用 / 光合成 / 電子伝達 / フェレドキシン / 還元酵素 / アイソザイム / 超分子複合体 / 膜タンパク質
研究概要

チトクロムb_6f複合体は、葉緑体のチラコイド膜中に存在し、2量体あたり16個のサブユニットによって構成される分子量22万の超分子複合体である。高等植物ではチラコイド膜のストローマ側にフェレドキシン(Fd)-NADP^+還元酵素(FNR)がサブユニットとして結合していることがわかっていたため、界面活性剤で可溶化したホウレン草のb_6f複合体を用いて、Fdをセファロース樹脂に固定したFd-カラムによる相互作用解析を行ったところ、FdとFNR : b_6f複合体の間の相互作用は非常に弱く、ストローマ空間に存在するFNRとは明らかに違う親和性を示した。b_6f複合体上に結合したFNRと、ストローマ空間に存在するFNRとの間にFdに対する相互作用の違いが見られた為、ゲノム情報が豊富なトウモロコシの葉を用いてマススペクトル解析を行ったところ、トウモロコシFNRには3種の分子種(FNR1,FNR2,FNR3)が存在し、FNR1とFNR2が膜に結合した状態で、FNR3はストローマに可溶性状態で存在していることが判明した。つまり、チトクロムb_6f複合体と結合しているのはFNR1とFNR2アイソザイムで、FNR3アイソザイムは単独でストローマに局在し、チトクロムb_6f複合体はFNRの特定の分子種(FNR1とFNR2)を介してFdと相互作用していることを突き止めた。
複合体状態のFNR1と大腸菌で発現させた組換え体FNR1とでは、Fd-カラムからの溶出パターンに大きな違いが見られるので、b_6f複合体と結合するFNR1に何らかの翻訳後修飾が存在する可能性も示唆される。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (6件)

  • [雑誌論文] A Structural basis of Equisetum arvense Ferredoxin isoform II producing an altemative electron transfer with Ferredoxin-NADP+ reductase2005

    • 著者名/発表者名
      G.Kuris, D.Nishiyama, M.Kusunoki, S.Fujikawa, M.Katoh, G.T.Hanke, T.Hase, K.Teshima
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry 280

      ページ: 2275-2281

  • [雑誌論文] シトクロムb_6f複合体の立体構造と機能2004

    • 著者名/発表者名
      栗栖源嗣, H.Zhang, J.L.Smith, W.A.Cramer
    • 雑誌名

      蛋白質・核酸・酵素 49

      ページ: 1265-1273

  • [雑誌論文] Fd : FNR electron transfer complexes : evolutionary refinement of structural interactions2004

    • 著者名/発表者名
      G.T.Hanke, G.Kurisu, M.Kusunoki, T.Hase
    • 雑誌名

      Photosynthesis Research 81

      ページ: 317-327

  • [雑誌論文] 立体構造をもとに考えるシトクロムb_6f複合体の光合成電子伝達2004

    • 著者名/発表者名
      栗栖源嗣
    • 雑誌名

      生物物理 44

      ページ: 130-133

  • [雑誌論文] Cytochrome bc complexes : a common core of structure and function surrounded by diversity in the outlying Provinces.2004

    • 著者名/発表者名
      J.L.Smith H.Zhang J.S.Yan, G.Kurisu, W.A.Cramer
    • 雑誌名

      Current Opinion in Structural Biology 4

      ページ: 432-439

  • [雑誌論文] Evolution of photosynthesis : Time-independent structure of the cytochrome b_6f complex2004

    • 著者名/発表者名
      W.A.Cramer, H.Zhang, J.S.Yan, G.Kurisu, J.L.Smith
    • 雑誌名

      Biochemistry 43

      ページ: 5921-5929

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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