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2023 年度 実績報告書

同生物種がもつ正と負の2つの光センサ分子の機能変換から機能の違いを生む要因を探る

研究課題

研究課題/領域番号 21K06091
研究機関松山大学

研究代表者

田母神 淳  松山大学, 薬学部, 准教授 (30580089)

研究分担者 菊川 峰志  北海道大学, 先端生命科学研究院, 准教授 (20281842)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードセンサリーロドプシン / レチナール / 光受容タンパク質 / 走光性 / 光情報伝達 / 分子間相互作用 / フォトサイクル
研究実績の概要

高度好塩菌に存在するセンサリーロドプシンI(SRI)、II(SRII)はそれぞれ正(誘因)、負(忌避)の光応答を担う光受容体として機能するが、これらの光受容体の機能の違いを生む要因についての詳細はいまだ明らかになっていないことから、本研究では2つの安定なSR分子であるHaloarcula vallismortis由来のSRI(HvSRI)およびSRII(HvSRII)を用いた比較研究により、この疑問について明らかにすることを目的とした。
HvSRIおよびHvSRIIはいずれも共役タンパク質であるトランスデューサータンパク質HvHtrIおよびHvHtrIIとそれぞれ膜中で複合体を形成し、受容した光情報をシグナルとして伝えるため、令和5年度は共役する2つのタンパク質遺伝子を好塩菌細胞に導入し共発現させた細胞を用いてのin vivo解析によりシグナリング機構について調査するための実験系の確立を目指した。HvHtrIおよびHvHtrIIの既報および予測される遺伝子配列情報をもとにクローニングを試みたが目的の遺伝子断片を得るには至らなかった。一方、上述した発現系構築に加え、今後、センサー‐トランスデューサー複合体発現細胞におけるシグナリング感度について検討できるようにするために、励起光源から試料への光照射時間を調節するためのシャッターの設置とその開閉時間制御のための電子回路の作成を行い、すでに確立されているHalobacterium salinarum由来のHsSRII-HsHtrII発現細胞において、光反転応答の光照射時間変化に伴う応答細胞数の変化について調べた。その結果、光照射時間と応答細胞数との間にミカエリスメンテン型の関係性が見られることが確認でき、自前の測定系でSRII-HtrII複合体発現細胞における光応答の光照射時間(光強度)依存性の調査を行うことが可能となった。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Raman Optical Activity of Retinal Chromophore in Sensory Rhodopsin II2023

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa Kouhei、Kuroiwa Ryosuke、Tamogami Jun、Unno Masashi、Fujisawa Tomotsumi
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 127 ページ: 7244~7250

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.3c02391

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Key determinants for signaling in the sensory rhodopsin <scp>II</scp>/transducer complex are different between <i>Halobacterium salinarum</i> and <i>Natronomonas pharaonis</i>2023

    • 著者名/発表者名
      Matsunami‐Nakamura Risa、Tamogami Jun、Takeguchi Miki、Ishikawa Junya、Kikukawa Takashi、Kamo Naoki、Nara Toshifumi
    • 雑誌名

      FEBS Letters

      巻: 597 ページ: 2334~2344

    • DOI

      10.1002/1873-3468.14711

    • 査読あり
  • [学会発表] 高度好塩菌Halobacterium salinarumの光センサータンパク質センサリーロドプシンIIのTyr171→Phe置換による光化学特性への影響2024

    • 著者名/発表者名
      田母神淳、中村梨佐、西尾美紀、菊川峰志、加茂直樹、奈良敏文
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会

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公開日: 2024-12-25  

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