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強光・高温ストレス下での光化学系IIの品質管理機構の解明を目指して、前年度に引き続き研究を行った。今年度は特に光や熱ストレス下で損傷を受けた光化学系II反応中心結合タンパク質D1の分解に関与する金属プロテアーゼFtsHのチラコイド膜での存在場所、存在状態およびプロテアーゼの活性化機構について検討した。
FtsHは葉緑体チラコイド膜に単量体から六量体までの形で存在するが、活性のある六量体はグラナ、恐らくグラナ周辺部(グラナマージン)、に比較的多く安定に存在していることが表面活性剤dodecylmaltosideで可溶化したチラコイドのclear native gel電気泳動とWestern解析の結果明らかとなった。また、化学架橋の結果から、FtsHは光化学系IIのLHCIIの周辺に存在することも分かった。これらの結果から、FtsHは光や熱で損傷を受けた光化学系IIの阻D1タンパク質を速やかに分解するために、光化学系IIが沢山存在するグラナに存在している可能性を示した。
次に、FtsHの活性化の可能性について検討した。活性化にはFtsHサブユニットの集合による六量体化が必要であるが、その過程を進める上で幾つかの可能性が示唆された。例えば、光照射による膜電位の形成やチラコイド内腔の酸性化、光照射で生じた活性酸素によるサブユニットの構造変化、光照射で形成されるATPによる構造変化などが考えられた。また、FtsHサブユニットにはAB二種類があることが分かっているが、これらのサブユニットの量比や集合の様式も興味深い問題で、現在研究を進めている。
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