植物細胞エネルギー・代謝ネットワークを制御する分子マシナリー

控制植物细胞能量和代谢网络的分子机器

• 批准号: 15370022
• 负责人: 長谷 俊治
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15370022/
• 关键词: シロイヌナズナ; 光合成; フェレドキシン; 電子伝達; プロテオーム

光合成で生じる強い還元力は、電子伝達系を介して炭素、窒素、硫黄等の無機物を還元同化し、糖、アミノ酸、脂肪酸、核酸等の生体物質の合成の代謝系の駆動力となる。電子キャリアー蛋白質と酵素群との間における還元力の分配機能という切り口から研究を開始した。平成15年9月に別に申請していた学術創成研究費の採択が決定し、本研究は途上で廃止することとなったが、学術創成研究費との研究の継続性はあり、以下の成果を得た。1)Fdを電子供与体とする酵素群は、Fdと電子伝達複合体を形成する。酵素ごとにFdとの分子間の相互作用の様式が異なると考えられる。光合成器官と非光合成器官に特異的なFdとFNRのイソ蛋白質間の分子認識が、レドックスカスケードを規定する主要因であるので、それらの電子伝達複合体の精密構造を決定、比較した。その結果、葉と根由来のFd:FNR複合体は明確に異なり、葉ではFd→FNR→NADP^+、根ではNADPH→FNR→Fdへの電子移動に適した構造であるとの結論を得た。2)全ゲノム構造の判明しているシロイズナズナのFd全ての構造、機能解析をポストゲノムの蛋白質研究としての位置付けで行った。また、このFd依存性の酵素・蛋白質群を、Fd依存性酵素群のFdとの物理的な相互作用力を活用したプロテオーム解析によりそれらを探索同定し、ネットワークを形成する新しい分子装置の解明を開始した。3)Fdの葉緑体内濃度は数十μMから100μMであり、上記酵素群の合計濃度も同程度であるので、各酵素はFdをめぐって競合関係にある。この理解のためには、Fdと酵素の蛋白質・蛋白質の相互作用や電子伝達反応を詳細に解析することが必要であり、FNRや亜硫酸還元酵素を対象に蛋白質工学的手法で明らかにした。

Strong photosynthetic で raw じ る い は, electronic 伝 da yuan force is also を interface し て carbon, smothering element, such as sulfur assimilation し の inorganic を also yuan, sugar, ア ミ ノ の body raw material such as acid, fatty acid, nucleic acid の の synthesis metabolism is の 駆 power と な る. Electronic キ ャ リ ア と ー protein enzyme group と の between に お け る would force の distribution function と い う り mouth か ら research を began し た. Pp.47-53 September 15 に apply に し て い た academic gen into study fees の mining 択 が decided し, this study は way で 廃 check す る こ と と な っ た が, academic and into study fees と の research の 継 続 sex は あ り, the following の を た. The Fdを electron donor とする enzyme group and the Fdと electron 伝 da complex を form する. Enzyme ごとにFdと <s:1> intermolecular <s:1> interaction <e:1> pattern が different なると examination えられる. Photosynthetic organ と non photosynthetic organ に specific な Fd と FNR の イ ソ の between protein molecules known が, レ ド ッ ク ス カ ス ケ ー ド を rules す る primarily for で あ る の で, そ れ ら の electronic 伝 complex の precise structure を decision, comparative し た. そ の results, the main lobe と の Fd: FNR complex は に clear vision な り, leaf で は Fd - FNR - NADP ^ +, root で は NADPH - FNR - Fd へ の electronic mobile に optimum し た tectonic で あ る と の conclusion を た. 2) all ゲ ノ ム tectonic の.at し て い る シ ロ イ ズ ナ ズ ナ の Fd full て の structure, functional analytic を ポ ス ト ゲ ノ ム の protein research と し て の position pay け で line っ た. ま た, こ の Fd dependency の enzyme, protein group を Fd dependence and enzyme group の Fd と の physical interactions な を use し た プ ロ テ オ ー ム parsing に よ り そ れ ら を exploration with し, ネ ッ ト ワ ー ク を form す る new し い molecular device の interpret を began し た. 3) Fd の chloroplast density は tens of microns か ら 100 microns で あ の り written and enzyme group with total concentration も degree で あ る の で, various enzymes は Fd を め ぐ っ て co-opetition masato is に あ る. こ の understand の た め に は, Fd の の と enzyme protein, protein interaction や electronic 伝 of anti 応 を detailed analytical す に る こ と が necessary で あ り, FNR や 亜 sulfuric acid also yuan enzyme を like に protein engineering technique of seaborne で Ming ら か に し た.

项目成果

Hanke G.T.: "A post genomic characterization of Arabidopsis thaliana ferredoxins"Plant Physiol.. 134. 255-264 (2004)

Hanke G.T.：“拟南芥铁氧还蛋白的基因组后表征”Plant Physiol.. 134. 255-264 (2004)

Teshima K.: "A ferredoxin Arg-Glu pair important for efficient electron transfer between ferredoxin and ferredoxin-NADP^+ reductase"FEBS Letters. 546. 189-194 (2003)

Teshima K.：“铁氧还蛋白 Arg-Glu 对对于铁氧还蛋白和铁氧还蛋白-NADP^还原酶之间的有效电子转移很重要”FEBS Letters。

Hirasawa M.: "Oxidation-reduction properties of maize chloroplast ferredxoin : sulfite oxidoreductase"Biochim.Biophys.Acta. 1608. 140-148 (2004)

Hirasawa M.：“玉米叶绿体铁氧蛋白的氧化还原特性：亚硫酸盐氧化还原酶”Biochim.Biophys.Acta。