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活性酸素種は動植物を問わず重要な生理活性物質でありその生成は厳密に制御されている。本申請は植物の感染防御応答において中心的な役割を果たす膜タンパク質の活性酸素生成酵素(NADPH oxidase;イネではOsRbohB)に焦点をあて、動物食細胞のものとは異なる活性化機構を明らかにし、活性酸素生成の制御過程を原子レベルで明らかにすることを目的とする。イネ由来のOsRac1とOsrbohBの相互作用をタンパク質構造学的に解析するため、OsRaclの相互作用ドメインであるOsrbohBのN末端領域の立体構造を2.4Å分解能で明らかにした。OsrbohBはスワップする形でホモ二量体を形成していた。またOsrbohBはN末端領域に2つのEF-hand motif(EF1とEF2)をもつと予想されていたが、カルシウムが結合しているのはEF1のみであることが明らかとなった。さらにアミノ酸配列からは予想できないEF-hand様モチーフを2つ有していることが判明した。Rac1の結合領域は二量体化することで形成されるコイルドコイル領域であることが変異体実験およびNMR実験により判明した。
またRbohは細胞質側のEFハンド領域を含むN末端ドメインと、NADPHドメインとFADドメインから形成されるC末端ドメインが分子内の結合により活性が制御されていることが予想される。このため実際にN末端ドメインとC末端ドメインが相互作用をするかどうか調べたところ実際に相互作用することが判明した。
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