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

通过同种正负两种光传感器分子的功能转换探讨造成功能差异的因素

• 批准号: 21K06091
• 负责人: 田母神 淳
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Matsuyama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06091/
• 关键词: 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; シグナル伝達; 高度好塩菌

高度好塩菌には主に正（誘因）と負（忌避）の2つの走応答を担う光受容体が存在し、それぞれセンサリーロドプシンI（SRI）、II（SRII）と呼ばれる。本研究では、これら2つのSRがそれぞれ逆の応答を司る光受容体として機能するのはなぜか？その要因を明らかにすることを目的に、初年度で試料となる2つのSR分子（Haloarcula vallismortis由来のSRI（HvSRI）およびSRII（HvSRII））を安定に得るためのタンパク質発現系を構築し、それぞれのタンパク質の吸収波長やフォトサイクルといった光化学的性質に関する調査を行った。令和4年度は、2つのSRそれぞれの機能に重要なアミノ酸残基を探索すべく、様々なアミノ酸残基に変異を導入し、その光化学的性質に及ぼす影響について調べた。SRをはじめとする微生物型ロドプシンでは、発色団レチナールの近傍にあり、結合ポケットを形成しているアミノ酸残基の中に重要残基が存在するケースが多いため、それらのアミノ酸残基についてHvSRIとHvSRII間で比較し、両者の間で異なるアミノ酸残基を抽出後、HvSRIIのそれぞれのアミノ酸をHvSRI型に置換した単変異体6種（L17F、T108M、Q105D、N83L、G130S、F134H）を作製した。6つの変異体の内、N83Lのみ極大吸収波長が野生型と比べて大きく（～10 nm）長波長シフトし、HvSRIに近づいたことから、このアミノ酸残基が吸収波長の調節において特に重要であることがわかった。また、この変異体は光反応の速さという観点からも、SRIIのシグナリング中間体として重要だとされているM中間体の崩壊速度が野生型と比べて著しく遅くなることを発見した。したがって、この変異導入が実際に走光性機能の変換を引き起こすかどうかについては興味深いテーマであり、今後検討していきたいと考えている。

The height of the bacteria is good (due to repellent), and the answer is responsible for the existence of the photoreceptor, SRI (SRI), II (SRII). In this study, we will be able to reverse the response to the photoreceptor equipment of the company in the first two years of this study. The purpose of this study is to improve the stability of SR molecules (Sri (HvSRI) thermal SRII (HvSRII)) in the beginning of the year. In this way, the absorption of wavelength, wavelength and photochemistry is very important. In the year 4 and 2, the SR testing machine is very important for the exploration of acid residues, the introduction of acid residues, photochemical properties and photochemical properties. SR microbiologically, chromophoric acid, close proximal acid, and the presence of important residues in the acid residues, the presence of the important residues, the HvSRI HvSRII, the extraction of the acid residues, and the extraction of the acid residues. HvSRII has tested six types of HvSri (L17F, T108M, Q105D, N83L, G130S, F134H). 6. N83L absorbs a lot of wave length. The wild type of N83L absorbs much longer wave length than that of 10 nm. The wave length of N83L is longer than that of N83L, while that of N83L is higher than that of N83L (~ 10 mol

项目成果

プロトンポンプ型微生物ロドプシンのプロトン輸送機構に関する研究

质子泵型微生物视紫红质质子输运机制研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 藤平陽彦;堀本義哉;鈴木匡;田母神淳
• 通讯作者: 田母神淳

Conformational analysis of a retinal Schiff base chromophore in proteorhodopsin by Raman optical activity

通过拉曼光学活性对原视紫红质中视网膜希夫碱发色团进行构象分析

• DOI: 10.1021/acs.jpclett.1c02552
• 发表时间: 2021
• 期刊: J. Phys. Chem. Lett.
• 影响因子: 4.4
• 作者: Fujisawa;T.;Nishikawa;K.;Tamogami;J.;Unno;M.
• 通讯作者: M.

A Study on Mechanisms Underlying Proton Transport in Proton Pump-type Microbial Rhodopsins

质子泵型微生物视紫红质质子传输机制的研究

• DOI: 10.1248/yakushi.22-00184
• 发表时间: 2023
• 期刊: YAKUGAKU ZASSHI
• 影响因子: 0.3
• 作者: Huang Chengcheng;Seino Junichi;Fujihira Haruhiko;Sato Keiko;Fujinawa Reiko;Sumer-Bayraktar Zeynep;Ishii Nozomi;Matsuo Ichiro;Nakaya Shuichi;Suzuki Tadashi;田母神淳
• 通讯作者: 田母神淳