フィトクロム光変換分子機構の遺伝子発現系をもちいた解析。

使用基因表达系统分析光敏色素光转换分子机制。

• 批准号: 05680585
• 负责人: 徳富 哲
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Okazaki National Research Institutes
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05680585/
• 关键词: フィトクロム; 光情報受容; 光変換反応

フィトクロムは緑色植物の光形態形成反応に関する光情報の受容を行う色素蛋白質であり、PrとPfrの二つの吸収型を持ち、両者の間を可逆的に光変換し、Pfrが生理反応を誘き起こす。本研究では、(1)大腸菌遺伝子発現系により様々なアポ蛋白質を調製し、(2)それらに発色団類似物質を加えてホロ蛋白質を再構成し、(3)それらの光変換およびそれにともなう分子構造変化の解析を行い、応募者が光変換について提案している“H+移動をともなう異性化反応"機構の検証を行うとともに光情報変換分子機構の解明の糸口を探る事を目的としていた。まず最初に、報告されているエンドウ・フィトクロムDNA配列を用いてPCRにより、可逆的光変換能を有する発色団含有ドメイン(smallフィトクロム)に対応するDNA配列を得て、マルトース結合蛋白質との融合蛋白質キットを用いることにより、大腸菌での発現・精製を試みた。その結果、通常の条件では大部分の発現体は封入体内に封入されてしまい、可溶画分にはほとんど検出できなかった。そこで封入体の可溶化を試みたがうまくいかなかった。その後DNA配列の長さや発現の条件を変えてみたが、(2、3)の目的に叶う発現系はまだ得られていない。これとは別にlargeフィトクロムやintactフィトクロムを用いて(3)の解析を進め、1;発色団からのH+脱離が光変換経路のPrからIbl(褪色型中間体)の過程で生じているいる事、2;光変換に伴ってsmallフィトクロム中の或トリプトプァン残基の周囲の微環境がより疎水的になる事、3;N-未満ドメインのalpha-ヘッリクス化が起きる事(論文発表リスト参照)を見つけた。

Green plants are involved in the formation of photo-morphological reactions, such as the absorption of pigment proteins, Pr and Pfr, which are reversible, and the initiation of physiological reactions. This study includes: (1) modulation of proteins in E. coli gene expression system;(2) recombination of proteins in E. coli gene expression system;(3) analysis of molecular structure of E. coli gene expression system;"H+ movement" is the first time that the "H+ movement" has been proposed. The "H + movement" has been proposed. Initially, it was reported that DNA alignment was achieved by PCR, reversible photoconversion was achieved, and the development and purification of Escherichia coli was tested. As a result, under normal conditions, most of the organisms are enclosed in the body, and soluble components are enclosed in the body. The solubility of the encapsulated substance is determined by the method. The conditions for the development of DNA alignment are changed, and the development of (2, 3) is achieved. 1. The process of H+ separation from the light conversion pathway of Pr ~ Ibl(fading intermediate) occurs in the process of light conversion, 2. The microenvironment of light conversion with small light conversion residues or small light conversion residues occurs in the process of light conversion, 3. N-terminal alpha-terminal transformation is a problem.

项目成果

徳富 哲: "植物の視物質フィトクロムの分子構造と光情報捕獲機構" 生物物理. 33. 74-80 (1993)

Satoshi Tokutomi：“植物中视觉物质光敏色素的分子结构和光学信息捕获机制”生物物理学 33. 74-80 (1993)。

Mizutani,Y.,S.Tokutomi and T.Kitagawa: "Resonance Ramane spectra of the photointermediates in phytochrome phototransformation:Deprotonation of the chromophore in the bleached intermediate." Biochemistry. 33. 153-158 (1994)

Mizutani，Y.，S.Tokutomi 和 T.Kitakawa：“光敏色素光转化中光中间体的共振拉曼光谱：漂白中间体中发色团的去质子化。”

Deforce,L.,S.Tokutomi and P.-S.Song: "Phototransformation of pea phytochrome A induces an increase in alpha-helical folding of the apoprotein:Comparison with monocot phytochrome A and CD analysis by different methods" Biochemistry. (in press). (1994)

Deforce，L.，S.Tokutomi 和 P.-S.Song：“豌豆光敏色素 A 的光转化诱导脱辅基蛋白 α 螺旋折叠的增加：与单子叶植物光敏色素 A 和不同方法 CD 分析的比较”生物化学。

Mizutani,Y.,S.Tokutomi,S.Kaminaka and T.Kitagawa: "Ultraviolet resonance Raman spectra of pea intact,large,and small phytochromes:Differences in molecular topography of the red-and far-red-absorbing forms." Biochemistry. 32. 6916-6922 (1993)

Mizutani，Y.，S.Tokutomi，S.Kaminaka 和 T.Kitakawa：“豌豆完整、大和小光敏色素的紫外共振拉曼光谱：红色和远红色吸收形式的分子形貌差异。”