フィトクロム-EnvZ・キメラ蛋白質を用いた光情報伝達機構の解析

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フィトクロムは緑色植物に存在する色素蛋白質で、発芽、緑化、成長、開花、等の様々な形態形成反応や、細胞運動等の生理反応の制御に必要な光情報の受容を行っている。同分子は常温で安定な赤色光吸収型Prと近赤外光吸収型Pfrの二つの吸収型をとる事ができ、その間を可逆的に光変換する。Pfrが生理反応を誘き起こす活性型であると考えられている。現在焦点となっているのは、フィトクロムが光情報を受け取った後、その情報をどの様にしてその次のステップに伝達して行くのかという点であるが、その分子機構は全く未知であると言って良い。最近フィトクロム分子C末端側に、バクテリアの環境情報伝達を担う二成分系のセンサー蛋白質のトランスミッター・モジュール(以下TMと略)とホモロジーの高いアミノ酸配列が存在する事が報告された。従ってある種のフィトクロムは、二成分系に類似したメカニズムによって情報伝達を行っている可能性がある。そこでこの可能性を、フィトクロムのT・Mアナログアミノ酸配列をセンサー蛋白質T・Mと置き換えたキメラ蛋白質を作ることにより調べ、フィトクロムの光情報伝達の分子メカニズムに関する知見を得ることを目指した。しかしながら、本研究代表者は昨年4月より新設の研究室に転勤となりゼロから再スタートとなったため、発現系を用いた分子生物学研究のセットアップが完了しておらず、この点の解析は行えなかった。その代わり、上記のフィトクロム分子と直接相互作用して情報を受け取る分子の生化学的な検出を、フィトクロムをリガンドするアフィニティーカラムにより試み、Pfrに特異的に結合する複数の蛋白質の検出に成功した。現在この蛋白質のN-末端アミノ酸配列の決定、機能の解析等を行っている。もしこれらの蛋白質の中から、情報伝達に関与する分子が同定されれば、世界初であり、画期的な事と言える。