Thylakoid Membrane Remodeling and Optimization of Photosynthetic Activity

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VIPP1について、大腸菌でHisタグとして発現させる実験を行った。推定されたヌクレオチド結合部位あるいはN末端側のαヘリックス内のアミノ酸に変異を導入したタンパク質を精製し、ネガティブ染色による複合体の観察を行った。これらの変異VIPP1-Hisでは、リング状の構造を安定に観察することができず、棒状および球状のヘテロな複合体を形成することが明らかとなった。次に、これらの変異を持つVIPP1をVIPP1-GFPとして発現させ、シロイヌナズナvipp1変異体の相補を試みた。今年度はvipp1変異がホモの個体が得られたことから、それぞれの変異はVIPP1機能を低下させるものの、相補することができた。一方、N末端側のαヘリックスにアミノ酸変異を導入した個体(N16I)では著しい生育遅延を伴っていた。以上の研究に加え、VIPP1-GFPを発現するシロイヌナズナ個体で、GFP-trapを用いた解析を今年度は行った。この方法により単離したチラコイド膜からVIPP1-GFPを分画することができ、SDS-PAGEにより数種のタンパク質が生成された。これらのタンパク質については、来年度以降、タンデム質量分析により同定を試みる。この手法自体はVIPP1の精製には適していないことから、今後、In vivoでもHisをタグにしたVIPP1の発現系を検討する。VIPP1以外の膜リモデリング分子として今年度はダイナミン様タンパク質FZLの解析も進めた。fzl変異体の電子顕微鏡観察からは葉緑体のグラナスタックが野生型に比べ歪みが生じ、ストロマラメラとの連絡も不明瞭であることから、FZLはグラナマージンに局在してグラナの維持に関わっていることが示唆された。これらの異常なチラコイド膜については、トモグラフィー解析による３次元解析も進め、膜構造の異常を確認した。