微生物に見出された新しい光感覚受容体の構造と機能

1988 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 61304069
• 研究機関: 札幌医科大学
• 研究代表者: 津田 基之 札幌医科大学, 医学部, 助教授 (60045458)
• 研究分担者: 小林 孝嘉 東京大学, 理学部, 助教授 (60087509) ; 神山 勉 理化学研究所, 生物物理研究室, 研究員 (30170210) ; 七田 芳則 京都大学, 理学部, 助手 (60127090) ; 小山 泰 関西学院大学, 理学部, 教授 (90079666) ; 渡辺 正勝 基礎生物学研究所, 大型スペクトル室, 助手 (40124226)
• キーワード: センサリーロドプシン / フォボロドプシン / 光感覚受容体 / 高度好塩菌 / 走光性

研究概要

視細胞における光受容体ロドプシンに類似した蛋白質が古細菌といわれる高度好塩菌に見出された。そのうち第3番目に見出されたセンサリーロドプシン(津田)、第4番目に見出されたフォボロドプシン(加茂)はそれぞれこのバクテリアの正、負の走光性の受容体であった。さらにクラミドモナスやミドリゾーリムシといった単細胞生物にもカエルのロドプシンの抗体と反応する蛋白質が見い出された(篠沢)。これら光感覚受容体のうちセンサリーロドプシンの精製が進み分光学的に用いられ純度の標本が得られた(津田)。センサリーロドプシン、フォボロドプシンの光化学反応中間体の同定、反応過程がレーザーフォトリシス(小林)、低温スペクトル法(七田)により研究された。前2年間では中間体_SR_K,_SR_L,_SR_Mの発見とキャラクタリゼーションが行われたが本年度は_SR_Mからの光化学中間過程が調べられ、低温スペクトル法でも室温で見出された_SR_<520>に対応する中間体とそれに先行する中間体S_<410>が見出された(七田)。フォボロドプシンの発色団が化学抽出、HPLCにより決められたが、センサリーロドプシンと異なり13シスレチナールと全トランスレチナールの混合体であった。(辻本)。光受容にともなうレチナールの異性化の初期過程を明らかにする目的で過渡ラマン分光法と光異性化生成分のHPLC分析により三重項経由の異性化機構が明らかにされた(小山)。レチナールと蛋白質との相互作用を研究する目的でレチナールにスピンラベルする方法(楠見)、レチナールをケイ光性にする方法(神山)で研究が進められた。光受容体における光による電荷移動を測定するため平面膜法への再構成実験がされた(大野)。細胞固体運動自動解析システムを開発して単細胞鞭毛藻類の光運動反応の作用スペクトルと光受容部の特定をすることができた。(渡辺)。

研究成果

• [文献書誌] 高橋哲郎、津田基之: 蛋白質・核酸・酵素. 34(4). 452-461 (1989)
• [文献書誌] Ohtani,H.;Kobayashi,T.;Tsuda,M.: Biophys.J.53(4). 493-496 (1988)
• [文献書誌] Tomioka,H.;Takahashi,T.;Kamo,N.;Kobatake,Y.: Biochem.Biophys.Res.Commun.139. 389-395 (1986)
• [文献書誌] Shichida,Y.;Imamoto,Y.;Yoshizawa,T.;Takahashi,T.;Tomioka,H.;Kamo,N.;Kobatake,Y.: FEBS Letters. 236. 333-336 (1988)
• [文献書誌] Mukai,Y.;Koyama,Y.;Hirata,Y.;Mataga,N.: J.Phys.Chem.92. 4649-4653 (1988)
• [文献書誌] Hasunuma,K.;Furukawa,K.;Funadera,K.;Kubota,M.;Watanabe,M.: Photochem.Photobiol.46. 531-535 (1987)
• [文献書誌] Tsuba,M.: "Pressure Effect on Three Retinal Proteins in Halobacterium halobium.In Biophysical Studies of Retinal Proteins." University of Illinois Press,Champaign, 304- (1987)
• [文献書誌] Kobayashi,T,;Ohtani,H,;Tsuda,M.: "Photocycles of Sensory Rhodopsin.In Primary Process in Photobiology." Springer-Verlag., 243 (1988)