光受容タンパク質・ファラオニスフォボロドプシンの構造と機能

光感受器蛋白法老磷硼紫红质的结构和功能

• 批准号: 10780397
• 负责人: 鷲見 正人
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10780397/
• 关键词: レチナールタンパク質; 古細菌; 光受容タンパク質; プロトン輸送; 高度好塩菌; フォボロドプシン; 光センサー; プロトンポンプ

高度好塩好アルカリ性菌N.pharaonisのフォボロドプシン様タンパク質、ファラオニスフォボロドプシン(ppR)を大腸菌の膜に発想させた組換え体を用い、次のようなことを明らかにした。1.プロトン輸送能 好塩菌にはバクテリオロドプシン(bR)、ハロロドプシン、センソリーロドプシン、そしてフォボロドプシン(pR)という4種の類似だが機能の異なるレチナールタンパク質の存在が知られている。すでにpRを除く3種のレチナールタンパク質には光駆動型プロトン能動輸送能を保持することが分かっている。本研究では、ppRを発現させた大腸菌膜ベシクルに光を照射し溶媒中のpH変化を測定することによって、ppRにプロトン輸送能があることをはじめて確認し、存在が知られている4種すべてのレチナールタンパク質には潜在的にプロトン輸送のためのメカニズムが保存されていることを示唆する結果を得ることができた。2.吸収波長に影響を与える残基 pR、ppR以外の3種のレチナールタンパク質に対し、同グループのタンパク質の吸収極大は低波長側にシフトしている。一次構造など大きな差異の見られないタンパク質間で、どのような吸収波長の違いがどういった仕組みで起こるのか興味が持たれている。本研究では、3種のタンパク質で共通し、pR/ppRでのみ異なる残基、3カ所に注目し、そのアミノ酸を置換することで組換え体の吸収波長がどのように変化するかを調べた。その結果、残基を他の3種のものと同一にした場合、その吸収波長は予想通り長波長側にシフトするものの、その幅は比較的少ないことが分かった。このことはpR/ppRの他との吸収波長の違いは、視物資などで論じられているわずかなアミノ酸置換やその静電的な寄与の変化ではなく、レチナール分子を取り巻く環境を構造的に変化させる要素も加わっていることを示唆する情報を得ることができた。

A highly sensitive strain of N.pharaonis has been identified as the most common strain of E. coli. 1. There are four kinds of similar functions among the four kinds of transmission energy, i.e., BR, BR, BSR, BSR and BSR. There are three kinds of pR, one is photodynamic, the other is active transport energy. In this study, we found that there are four kinds of E. coli membrane, such as light irradiation, pH change measurement in solvent, ppR transport energy measurement, ppR transport energy measurement, ppR transport energy measurement, 2. The absorption wavelength affects the absorption maximum of three kinds of residues except pR and ppR. The primary structure has a large difference in appearance, absorption wavelength and interest. In this study, the absorption wavelength of three kinds of compounds was modulated by three kinds of common substances, pR/ppR residues, three kinds of special substances, and three kinds of acid substitutions. As a result, the residues are divided into three groups: the same group, the same absorption wavelength, and the same amplitude. The absorption wavelength of pR/ppR is different from that of pR/ppR, depending on the resource. The absorption wavelength of pR/ppR is different from that of pR/ppR, depending on the resource. The absorption wavelength of pR/ppR is different from that of pR/ppR. The absorption wavelength of pR/ppR is different from that of pR/ppR.

项目成果

Iwamoto, M., et al.: "Positioning proton-donating residues to the Schiff-base accelerates the M-decay of pharaonis phoborhodopsin expressed in Escherichia coli"Biophys.Chem.. 79. 187-192 (1999)

Iwamoto, M., 等人：“将质子供给残基定位到席夫碱可加速大肠杆菌中表达的 pharaonis phoborhodopsin 的 M 衰变”Biophys.Chem.. 79. 187-192 (1999)

Shimono, K., et al.: "Effects of three characteristic amino acid residues of pharaonis phoborhodopsin on the absorption maximum"Photochem.Photobiol.. (2000)

Shimono, K., 等人：“Pharaonis phoborhodopsin 的三个特征氨基酸残基对吸收最大值的影响”Photochem.Photobiol.. (2000)

K.Shimono,M.Iwamoto,M.Sumi,N.Kano: "V108M Mutant of Pharaonis Phoborhodopsin:Substitution Caused No Absorption Change but Affected Its M-State" Journal of Biochemistry(Tokyo). 124. 404-409 (1998)

K.Shimono、M.Iwamoto、M.Sumi、N.Kano：“Pharaonis Phoborhodopsin 的 V108M 突变体：替代不会导致吸收变化，但影响其 M 状态”生物化学杂志（东京）。

Iwamoto, M., et al.: "Light-Induced Proton Uptake and Release of pharaonis Phoborhodopsin Detected by a Photoelectrochemical Cell"J.Physical Chem.. 103.46. 10311-10315 (1999)

Iwamoto, M. 等人：“光电化学电池检测到的法老荧光紫红质的光诱导质子摄取和释放”J.Physical Chem.. 103.46。

Shimono, K., et al.: "V108M Mutant of pharaonis Phoborhodopsin : Substitution Caused No Absorption Change but Affected lts M-State"J.Biochem.. 124. 404-409 (1998)

Shimono，K.，等人：“法老磷光紫红质的 V108M 突变体：替换没有引起吸收变化，但影响了 M 状态”J.Biochem.. 124. 404-409 (1998)