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2008 年度 研究成果報告書

光合成炭素固定酵素ルビスコ機能発現の分子機構

研究課題

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研究課題/領域番号 17208031
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用分子細胞生物学
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

横田 明穂  奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (40118005)

研究分担者 明石 欣也  奈良先端科学気出大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (20314544)
蘆田 弘樹  奈良先端科学気出大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (50362851)
宗景 ゆり  奈良先端科学気出大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (30423247)
研究期間 (年度) 2005 – 2008
キーワード光合成 / 炭素固定 / ルビスコ / 機能分子進化 / 機能改良
研究概要

ルビスコの反応触媒の分子機構およびルビスコ生合成の制御機構の解明を行ってきた.ルビスコ反応触媒の分子機構の解明を目指し、すでに枯草菌に発見しているルビスコ活性を持たないルビスコ祖先蛋白質とルビスコの反応中心残基の触媒反応への関わり方を明らかにした.我々が発見したもっとも高いSrel値を持つ紅藻Galdieriaルビスコと植物ルビスコの蛋白質構造比較から、オキシゲナーゼ反応抑制残基と想定している残基をラン藻ルビスコへ導入し、その機能を明らかにした.ルビスコ生合成の制御機構に関しては、ルビスコを正常に合成できない変異株を多数スクリーニングし、分子遺伝学手法によってそれらの変異原因遺伝子を特定し、その機能解析からルビスコ生合成の制御機構を明らかにした.

  • 研究成果

    (33件)

すべて 2009 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (19件) 図書 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] pfkB-type carbohydrate kinase family protein, NARA5, for massive expressions of plastid-encoded photosynthetic genes in Arabidopsis thaliana2009

    • 著者名/発表者名
      Taro Ogawa, Kenji Nishimura, Takehiko Aoki, Hisabumi Takase, Ken-Ichi Tomizawa, Hiroki Ashida and Akiho Yokota
    • 雑誌名

      Plant Physiol. [Epub ahead of print]

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure of the apo decarbamylated form of 2, 3-diketo-5-methylthiopentyl-1-phosphate enolase from Bacillus subtilis2009

    • 著者名/発表者名
      Haruka Tamura, Yohtaro Saito, Hiroki Ashida, Yasushi, Kai, Tsuyoshi Inoue, Akiho Yokota and Hiroyoshi Matsumura
    • 雑誌名

      Acta Crystallograph Sec.D.65

      ページ: 942-951

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The long-term responses of the photosynthetic proton circuit to drought2009

    • 著者名/発表者名
      Kaori Kohzuma, Jeff A. Cruz, Kinya Akashi, Saki Hoshiyasu, Yuri Nakajima-Munekage, Akiho Yokota and David M. Kramer
    • 雑誌名

      Plant Cell Environm 32

      ページ: 209-219

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural and functional similarities between a RuBisCO-like protein from Bacillus subtilis and photosynthetic RuBisCO.2009

    • 著者名/発表者名
      Yohtaro Saito, Hiroki Ashida, Tomoko Sakiyama, Nicole Tandeau de Marsac, Antoine Danchin, Agnieszka Sekowska, and Akiho Yokota
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem. 284

      ページ: 13256-13264

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray analysis of 2, 3-diketo-5-methylthiopentyl-1-phosphate enolase from Bacillus subtilis2009

    • 著者名/発表者名
      Haruka Tamura, Hiroki Ashida, Shogo Koga, Yohtaro Saito, Tomonori Yadani, Yasushi Kai, Tsuyoshi Inoue, Akiho Yokota and Hiroyoshi Matsumura
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica Section 65

      ページ: 147-50

    • 査読あり
  • [雑誌論文] RuBisCO-like proteins as the enolase enzyme in the methionine salvage pathway : Functional and evolutionary relationships between RuBisCO-like proteins and photosynthetic RuBisCO.2008

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Ashida, Yohtaro Saito, Toshihiro Nakano, Nicole Tandeau de Marsac, Agnieszka Sekowska, Antoine Danchin and Akiho Yokota
    • 雑誌名

      J. Exp. Bot. 59

      ページ: 1543-54

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular mechanisms of RuBisCO biosynthesis in higher plants2008

    • 著者名/発表者名
      Kenji Nishimura, Taro Ogawa, Hiroki Ashida, and Akiho Yokota
    • 雑誌名

      Plant Biotech 25

      ページ: 285-290

  • [雑誌論文] Enzymatic characterization of 5-methylthioribulose-1-phosphate dehydratase of the methionine salvage pathway from Bacillus subtilis.2008

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Ashida, Yohtaro Saito, Chojiro Kojima and Akiho Yokota
    • 雑誌名

      Biosci Biotechnol Biochem 72

      ページ: 959-967

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal structure of 5-methylthioribose 1-phosphate isomerase product complex from Bacillus subtilis : Implications for catalytic mechanism.2007

    • 著者名/発表者名
      Haruka Tamura, Yohtaro Saito, Hiroki Ashida, Tsuyoshi Inoue, Yasushi Kai, Akiho Yokota, and Hiroyoshi Matsumura
    • 雑誌名

      Protein Sci. 17

      ページ: 126-35

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enzymatic Characterization of 5-Methylthioribose 1-Phosphate Isomerase from Bacillus subtilis2007

    • 著者名/発表者名
      Yohtaro Saito, Hiroki Ashida, Chojiro Kojima, Haruka Tamura, Hiroyoshi Matsumura, Yasushi Kai, Akiho Yokota
    • 雑誌名

      Biosci Biotechnol Biochem 71

      ページ: 2021-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Isabelle Callebaut, Agnieszka Sekowska, Elke Dittmann, Christiane Bouchier, and Nicole Tandeau de Marsac A New Rubisco-like Protein Coexists with a Photosynthetic Rubisco in the Planktonic Cyanobacteria Microcystis.2006

    • 著者名/発表者名
      Alyssa Carre-Mlouka, Annick Mejean, Philippe Quillardet, Hiroki Ashida, Yohtaro Saito, Akiho Yokota
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem. 281

      ページ: 24462-24471

    • 査読あり
  • [学会発表] Improvement of Cyanobacterial Ribulose 1, 5-Bisphosphate Carboxylase/Oxygenase by Introducing the Latch Structure Involved in CO2/O2 Specificity in red algal RuBisCO2008

    • 著者名/発表者名
      Yohtaro Saito, Nana Ninomiya, Hiroki Ashida, and Akiho Yokota
    • 学会等名
      The 4^<th> INDONESIAN BIOTECHNOLOGY CONFERENCE
    • 発表場所
      Nara Institute of Science and Technology (NAIST), Graduate School of Biological Sciences, 8916-5 Takayama, Ikoma, Nara 630-0101, Japan
    • 年月日
      20080805-07
  • [学会発表] Analysis of common conserved residues between Bacillus RuBisCO-like protein and photosynthetic RuBisCO2008

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Nakano, Yohtaro Saito, Hiroki Ashida and Akiho Yokota
    • 学会等名
      The 4^<th> INDONESIAN BIOTECHNOLOGY CONFERENCE
    • 発表場所
      Nara Institute of Science and Technology (NAIST), Graduate School of Biological Sciences, 8916-5 Takayama, Ikoma, Nara 630-0101, Japan
    • 年月日
      20080805-07
  • [学会発表] メチオニン再生経路の酵素群によるリボース新規代謝経路2008

    • 著者名/発表者名
      中野寿宏、蘆田弘樹、齋藤洋太郎、横田明穂
    • 学会等名
      日本農芸化学会2008 年度大会
    • 発表場所
      名城大学天白キャンパス
    • 年月日
      2008-03-27
  • [学会発表] RuBisCO-like proteinの解析から見えてきたRuBisCO誕生の分子機構2008

    • 著者名/発表者名
      蘆田弘樹、横田明穗
    • 学会等名
      日本植物生理学会第49回年会シンポジウム植物の生産性とカルビン回路「カルビンサイクル研究の新展開」
    • 発表場所
      ゲストスピーカー
    • 年月日
      2008-03-22
  • [学会発表] 枯草菌RuBisCO-like proteinと光合成RuBisCOに共通する構造と機能2008

    • 著者名/発表者名
      齋藤洋太郎、蘆田弘樹、Agnieszka Sekowska、Antoine Danchin、横田明穗
    • 学会等名
      第49回日本植物生理学会年会(奈良先端大・バイオ, パスツール研)
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2008-03-20
  • [学会発表] (阪大院工、奈良先端大バイオ、福井工大)メチオニン回収経路で機能する枯草菌由来RLP のX 線結晶構造解析2007

    • 著者名/発表者名
      田村はるか、蘆田弘樹、斉藤洋太郎、井上豪、横田明穂、甲斐泰、松村浩由
    • 学会等名
      日本結晶学会2007年度年会および総会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20071201-02
  • [学会発表] (阪大院工・奈良先端大院分子生物学専攻・東北大院農)イネ由来RuBisCOと紅藻由来RuBisCOの硫酸イオン複合体に見られた立体構造の違い2007

    • 著者名/発表者名
      小村泰浩、松村浩由、蘆田弘樹、石田宏幸、上野剛、溝端栄一、井上豪、牧野周、横田明穂、前忠彦、甲斐泰
    • 学会等名
      日本結晶学会2007年度年会および総会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20071201-02
  • [学会発表] (Department of Applied Chemistry, Osaka University ; Department of Molecular biology, Nara Institute of Science and Technology (NAIST) ; CREST (Sosho Project), JST)Crystal structure of 5-methylthioribose 1-phosphate isomerase product complex from Bacillus subtilis : Implications for catalytic mechanism2007

    • 著者名/発表者名
      Haruka Tamura, Yohtaro Saito, Hiroki Ashida, Tsuyoshi Inoue, Yasushi Kai, Akiho Yokota, and Hiroyoshi Matsumura
    • 学会等名
      第8回アジア結晶学会連合会議
    • 発表場所
      台北
    • 年月日
      20071104-07
  • [学会発表] (Department of Applied Chemistry, Osaka University ; Department of Molecular biology, Nara Institute of Science and Technology (NAIST) ; Department of Applied Plant Science ; Tohoku University, CREST (Sosho Project), JST)STRUCTURAL DIFFERENCE BETWEEN RICE AND RED ALGA RUBISCO COMPLEXED WITH SULFATE2007

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Komura, Hiroyoshi Matsumura, Hiroyuki Ishida, Hiroki Ashida, EiichiMizohata, Tsuyoshi Inoue, Amane Makino, Tadahiko Mae, Akiho Yokota, Yasushi Kai
    • 学会等名
      第8回アジア結晶学会連合会議(The 8th Conference of the Asian Crystallographic Association, AsCA'07)
    • 発表場所
      台北
    • 年月日
      20071104-07
  • [学会発表] Evolutionary potential of RuBisCO-like protein in Bacillus subtilis : Interaction with transition-state analogue of RuBisCO2007

    • 著者名/発表者名
      Yohtaro SAITO, Hiroki ASHIDA, Agnieszka SEKOWSKA, DANCHIN, and Akiho YOKOTA
    • 学会等名
      14^<th> International congress of photosynthesis(poster)
    • 発表場所
      Glasgow, UK
    • 年月日
      20070722-27
  • [学会発表] Improvement of cyanobacterial RuBisCO by introducing the latch structure involved in high affinity for CO_2 in red algal RuBisCO2007

    • 著者名/発表者名
      Nana NINOMIYA, Hiroki ASHIDA, andAkiho YOKOTA
    • 学会等名
      14^<th> International congress of photosynthesis(poster)
    • 発表場所
      Glasgow, UK
    • 年月日
      20070722-27
  • [学会発表] RuBisCO-like proteins, Research Frontiers with Rubisco - the "Elixir of Life" in the Biosphere.2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroki ASHIDA and Akiho YOKOTA
    • 学会等名
      14^<th> International Congress of Photosynthesis satellite Meeting, (guest speaker)
    • 発表場所
      Rothamsted Research, Harpenden, Herts, UK
    • 年月日
      20070720-21
  • [学会発表] 高CO_2親和性を示す紅藻RuBisCOが有するラッチ構造のラン藻RuBisCOへの導入2007

    • 著者名/発表者名
      二宮奈々、蘆田弘樹、横田明穗
    • 学会等名
      2007年度松山年会(奈良先端大・バイオ)
    • 発表場所
      愛媛大学城北キャンパス
    • 年月日
      2007-03-28
  • [学会発表] 枯草菌RuBisCO-like protein とRuBisCOの相互構造活性相関2007

    • 著者名/発表者名
      中野寿宏、齋藤洋太郎、蘆田弘樹、横田明穂
    • 学会等名
      日本農芸化学会2007年度大会
    • 発表場所
      東京農業大学世田谷キャンパス
    • 年月日
      2007-03-26
  • [学会発表] 光合成カルビン回路完成の分子的基盤2006

    • 著者名/発表者名
      蘆田弘樹、横田明穗
    • 学会等名
      日本光合成研究会第6回ワークショップセミナーNew perspective of photosynthesis research光合成研究の新たな潮流構造とゲノムそして未来(奈良先端大、バイオサイエンス)
    • 発表場所
      大阪大学ゲストスピーカー
    • 年月日
      20061012-13
  • [学会発表] ゲノムから見たカルビン回路完成の分子機構2006

    • 著者名/発表者名
      蘆田弘樹、横田明穂
    • 学会等名
      日本植物学会第70回大会、シンポジウムゲノムから見た光合成機能の再発見(奈良先端大、バイオサイエンス)
    • 発表場所
      熊本ゲストスピーカー
    • 年月日
      20060913-16
  • [学会発表] X-ray structure of methylthioribose-1-phosphate isomerase from Bacillus subtilis reveals a hydride transfer mechanism of catalysis and a structure function relationship with other homologues2006

    • 著者名/発表者名
      Haruka TAMURA, Hiroyoshi Matsumura, Yohtaro SAITO, Tsuyoshi INOUE, HirokiASHIDA, Akiho YOKOTA, and Yasushi KAI
    • 学会等名
      20th IUBMB International Congress of Biochemistry and Molecular Biology and 11th FAOBMB Congress
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2006-06-22
  • [学会発表] Structure-function relationship between RuBisCO-like protein of Bacillus subtilis and photosynthetic RuBisCO2006

    • 著者名/発表者名
      Yohtaro SAITO, Agnieszka SEKOWSKA, Hiroki ASHIDA, Antoine DANCHIN, andAkiho YOKOTA
    • 学会等名
      20th IUBMB International Congress of Biochemistry and Molecular Biology and 11th FAOBMB Congress
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2006-05-19
  • [学会発表] Nicole Tandeau de Marsac and Akiho Yokota, Molecular evolution of RuBisCO-like proteins2006

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Ashida, Tomoko Sakiyama, YohtaroSaito
    • 学会等名
      20th IUBMB International Congress of Biochemistry and Molecular Biology and 11th FAOBMB Congress((poster))
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2006-05-19
  • [図書] 光、栄養環境強光乾燥ストレスに対する植物の多次元的応答 蛋白質核酸酵素増刊(Vol.52, No.6)2007

    • 著者名/発表者名
      明石欣也、宗景ゆり、高原健太郎、横田明穂
    • 総ページ数
      594-600
    • 出版者
      植物における環境とあ生物ストレスに対する応答
  • [図書] 第2章エネルギーと代謝第4節光合成CO_2固定酵素RuBisCO2006

    • 著者名/発表者名
      蘆田弘樹、横田明穗
    • 総ページ数
      240-247
    • 出版者
      プラントミメティックス~植物に学ぶ~
  • [産業財産権] 変異型のリブロース-1, 5-ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼおよびその利用2007

    • 発明者名
      蘆田弘樹、横田明穂
    • 権利者名
      安田國雄
    • 産業財産権番号
      2007-028608
    • 出願年月日
      2007-02-07

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公開日: 2010-06-10   更新日: 2016-04-21  

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