翻訳のレドックス制御を介する光合成の環境応答の分子メカニズム

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19570043
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物生理・分子
• 研究機関: 埼玉大学 (2008); 愛媛大学 (2007)
• 研究代表者: 西山 佳孝 埼玉大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (30281588)
• 連携研究者: 戸澤 譲 愛媛大学, 無細胞生命科学工学研究センター, 教授 (90363267) ; 久堀 徹 東京工業大学, 資源化学研究所, 准教授 (40181094)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: 光合成 / 光化学系II / 修復 / 活性酸素 / タンパク質合成 / 翻訳 / EF-G / ラン藻

研究概要

活性酸素によるタンパク質合成(翻訳)の阻害機構、および翻訳のレドックス制御と光合成の環境応答との関係を、原核光合成生物ラン藻を用いて研究した。タンパク質合成の阻害が、活性酸素による翻訳因子EF-Gの特定のシステイン残基の酸化と、ジスルフィド結合の形成によることが明らかになった。また、このジスルフィド結合が光合成電子伝達体チオレドキシンによって還元され、EF-Gが活性化することもわかり、翻訳と光合成がレドックス制御によってリンクしていることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Regulation of translation by the redox state of elongation factor G in the cyanobacterium Synechocystis sp. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kojima, K., Motohashi, K., Morota, T., Oshita, M., Hisabori, T., Hayashi, H., and Nishiyama Y.
  • 雑誌名: PCC 6803. J. Biol. Chem. (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of elongation factor G in the inhibition of the synthesis of the D1 protein of photosystem II under oxidative stress (2008)
  • 著者名/発表者名: Kojima, K., Oshita, M., Hayashi, H., Nishiyama, Y.
  • 雑誌名: In Photosynthesis. Energy from the Sun : 14th International Congress on Photosynthesis (Springer) ページ: 1319-1322
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxidation of elongation factor G inhibits the synthesis of the D1 protein of photosystem II (2007)
  • 著者名/発表者名: Kojima, K., Oshita, M., Nanjo, Y., Kasai, K., Tozawa, Y., Hayashi, H., and Nishiyama, Y.
  • 雑誌名: Mol.Microbiol 65(4) ページ: 936-947
  • 査読あり
• [雑誌論文] The plastid sigma factor SIG1 maintains photosystem I activity via regulated expression of thepsaA operon in rice chloroplasts (2007)
  • 著者名/発表者名: Tozawa, Y., Teraishi, M., Sasaki, T., Sonoike, K., Nishiyama, Y., Itaya, M., Miyao, A., and Hirochika, H.
  • 雑誌名: Plant J. 52(1) ページ: 124-132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glycinebetaine alleviates the inhibitory effect of moderate heat stress on the repair of photosystem II during photoinhibition (2007)
  • 著者名/発表者名: Allakhverdiev, S.I., Los, D.A., Mohanty, P., Nishiyama, Y., and Murata N.
  • 雑誌名: Biochim.Biophys.Acta 1767 ページ: 1363-1371
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoinhibition of photosystem II under environmental stress (2007)
  • 著者名/発表者名: Murata, N., Takahashi, S., Nishiyama, Y., and Allakhverdiev, S.I.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta 1767 ページ: 414-421
  • 査読あり
• [学会発表] Oxidative stress to photosynthesis : translation is a critical target of ROS. Department Seminar (2009)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama Y.
  • 学会等名: University of Turku
  • 発表場所: フィンランド・トゥルク
  • 年月日: 2009-09-19
• [学会発表] シアノバクテリアの翻訳因子EF-G のレドックス状態を介した翻訳調節 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小島幸治、諸田拓哉、日原由香子、本橋健、畠山和佳子、久堀徹、林秀則、西山佳孝
  • 学会等名: 第50回日本植物生理学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-03-21
• [学会発表] シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803 における光合成電子伝達に依存的な転写因子PedRの解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 堀内真由美、中村絹、小島幸治、西山佳孝、畠山和佳子、久堀徹、日原由香子
  • 学会等名: 第50 回日本植物生理学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-03-21
• [学会発表] シアノバクテリアの翻訳因子EF-Gのレドックス制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小島幸治、諸田拓哉、日原由香子、本橋健、畠山和佳子、久堀徹、林秀則、西山佳孝
  • 学会等名: 第3回日本ゲノム微生物学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-06
• [学会発表] シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803 における光合成電子伝達に依存的な転写因子PedRの解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 堀内真由美、中村絹、小島幸治、西山佳孝、畠山和佳子、久堀徹、日原由香子
  • 学会等名: 第3回日本ゲノム微生物学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-06
• [学会発表] 光合成の光阻害と修復の分子機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西山佳孝
  • 学会等名: 東京大学理学部生物科学セミナー
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-01-14
• [学会発表] ラン藻の酸化ストレス耐性における翻訳伸長因子EF-G の役割 (2008)
  • 著者名/発表者名: 西山佳孝、武田祐輔、井出有紀、小島幸治、林秀則
  • 学会等名: 第49回日本植物生理学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20080320-22
• [学会発表] ラン藻における翻訳伸長因子EF-Gの酸化還元と翻訳制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小島幸治、大下将、久堀徹、林秀則、西山佳孝
  • 学会等名: 第49回日本植物生理学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20080320-22
• [学会発表] ラン藻の光化学系IIの高温適応に関与する脂肪酸合成酵素 (2008)
  • 著者名/発表者名: 南條洋平、和田元、林秀則、西山佳孝
  • 学会等名: 第49回日本植物生理学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20080320-22
• [学会発表] 光化学系IIの光阻害に対するビタミンE の保護作用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 岩井恵理、西山佳孝、林秀則
  • 学会等名: 第49回日本植物生理学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20080320-22
• [学会発表] Synechococcus sp. PCC 7002 のメタロ チオネイン遺伝子のクローニングとその発現様式 (2008)
  • 著者名/発表者名: 相原加奈子、西山佳孝、林秀則
  • 学会等名: 第49回日本植物生理学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20080320-22
• [学会発表] Regulation of photosynthesis by the redox state of translation in cyanobacteria (2008)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama Y.
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-11
• [学会発表] Redox regulation of the translation system in cyanobacteria (2008)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama Y.
  • 学会等名: The 3rd Finnish-Japanese Binational Seminar
  • 発表場所: Helsinki, Finland
  • 年月日: 2008-10-31
• [学会発表] Photoinhibition and repair mechanisms (2008)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama Y.
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研究所国際シンポジウムThe Ins and Outs of Chloroplasts
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2008-10-15
• [学会発表] Translational regulation in cyanobacteria (2008)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama Y.
  • 学会等名: 日本学術振興会-埼玉大学国際シンポジウム
  • 発表場所: 埼玉
  • 年月日: 2008-06-19
• [学会発表] Oxidative stress to photosynthesis : protein synthesis is the primary target of inhibition by reactive oxygen speicies (2007)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, Y., Kojima, K., Murata, N., and Hayashi H.
  • 学会等名: ROS in Plants
  • 発表場所: ベルギー・ゲント
  • 年月日: 20070912-14
• [学会発表] Action of reactive oxygen species on the photoinhibition of photosystem II (2007)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama Y.
  • 学会等名: The 14th International Congress of Photosynthesis
  • 発表場所: イギリス・グラスゴー
  • 年月日: 20070722-27
• [学会発表] Effects of oxidative stress on the synthesis of the D1 protein of photosystem II in a cell-free translation system from the cyanobacterium Synechocystis sp (2007)
  • 著者名/発表者名: Kojima, K., Oshita, M., Hayashi, H., and Nishiyama Y.
  • 学会等名: PCC 6803. The 5th Matsuyama International Symposium on Cell-Free Sciences
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 2007-09-28
• [学会発表] Redox regulation of elongation factor G in the cyanobacterium Synechocystis sp (2007)
  • 著者名/発表者名: Oshita, M., Kojima, K., Hisabori, T., Hayashi, H., and Nishiyama Y.
  • 学会等名: PCC 6803. The 5th Matsuyama International Symposium on Cell-Free Sciences
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 2007-09-28
• [学会発表] 翻訳の酸化ストレス傷害とレドックス制御 (2007)
  • 著者名/発表者名: 西山佳孝
  • 学会等名: ラン藻ゲノム研究交流会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-07-14
• [備考]
  • URL: http://www.molbiol.saitama-u.ac.jp/~nishiyama/