研究課題
光合成微生物シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803の翻訳因子EF-Tuの酸化傷害と光合成の強光応答における生理学的役割を解明することを目的とした。まず、組替えEF-Tuタンパク質を用いて、その酸化傷害をin vitroで解析した。その結果、EF-Tuは過酸化水素に対して高い感受性を示し、その酸化感受性はヌクレオチドの結合によって大きく影響を受けることがわかった。GTPを結合した状態では、過酸化水素に感受性を示したが、GDP結合状態では酸化耐性となった。また、これらのヌクレオチドが結合していないと、過酸化水素に対する感受性がさらに増大した。これらの酸化感受性は、EF-Tuに唯一存在するシステイン残基Cys82の酸化と、分子間ジスルフィド結合およびスルフェン酸の形成によることがわかった。酸化型EF-Tuはチオレドキシンによって還元され、再活性化した。以上の結果から、EF-TuもEF-Gと同様にレドックス制御を受けることがわかった。原子間力顕微鏡による解析から、ヌクレオチドフリー型のEF-Tuは、酸化条件下では30分子以上からなる巨大な複合体を形成することがわかった。さらに、この複合体に還元剤DTTを添加すると、数分以内に単量体へ解離することも観察された。上記のin vitroの結果を踏まえ、EF-Tuの過剰発現株およびCys82改変株を作製した。これらの株では強光下でタンパク質合成が促進した。強光下で光化学系IIの活性を測定したところ、双方の変異株ともに野生株に比べて強光阻害（光阻害）が緩和しているのが観察された。クロラムフェニコール存在下で観察した光化学系IIの光損傷は野生株との差が見られなかったことから、変異株では光化学系IIの修復が促進していることがわかった。
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