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光受容体タンパク質は特定の色素を持つことにより光依存的にタンパク質、遺伝子機能を制御している。色素により受け取られた情報はタンパク質の構造情報に変換され、その後下流の因子へと伝達されると考えられるが、色素の光吸収後どのような変化が分子内で起こるのかはそれぞれのタンパク質で異なっており、その機構も不明な点が多い。本研究では近年光合成細菌より発見した新規青色光受容体BLUFタンパク質の光反応機構の解明を目標に研究を進めてきた。この研究で以下のような結果を得た。
1)BLUFタンパク質はフォトトロピン及びクリプトクロムに次いで発見されたフラビンを発色団としてもつ新規の青色光受容体である。BLUFタンパク質の光反応サイクル機構を明らかにすることを目標に、数種のBLUFタンパク質の光反応サイクルに伴う色素及びタンパク質構造変化を、紫外可視光および赤外分光法により調べた。その結果フラビンとタンパク質間の特定の水素結合が青色光依存的に変化し、それが紫外可視光吸収スペクトル変化及びタンパク質構造変化を引き起こすことがわかった。また光反応サイクルの中間体の存在とその構造を示す結果を得た。
2)ラン色細菌は光合成の効率を最大限に保つため光走行性能を持つことがしられている。変異体の解析からBLUFタンパク質はその光受容体であることがわかった。またこのBLUFタンパク質と相互作用する因子の同定を行った。その結果いくつかの候補タンパク質の同定に成功した。
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