酸化ストレスによるタンパク質合成系の阻害機構

氧化应激对蛋白质合成系统的抑制机制

• 批准号: 14740441
• 负责人: 西山 佳孝
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14740441/
• 关键词: 酸化ストレス; 活性酸素; タンパク質合成系; 光合成; 光化学系II; 修復; ラン藻; エロンゲーションファクター; タンパク質合成

ラン藻Synechocystis sp.PCC 6803を用いて活性酸素によるタンパク質合成系の阻害機構を明らかにすることを目的とした。具体的な目標として、(a)タンパク質合成の中で活性酸素により阻害されるステップを同定する。(b)阻害する活性酸素種を特定する。(c)活性酸素のターゲットとなるアミノ酸残基を特定する。(d)ターゲット部位を改変した変異株を作製して酸化ストレス耐性を解析することを計画した。計画(a)に関しては、過酸化水素やスーパーオキサイドにより阻害されるステップがペプチド鎖伸長反応であることが明らかとなった。計画(b)では、光化学系IIの光損傷の元凶だとされている一重項酸素について、その作用機構を解析した。その結果、一重項酸素も光化学系IIに損傷を与えるのではなく、光作学系IIの修復を阻害すること、タンパク質合成系のペプチド鎖伸長反応が最初のターゲットになっていることを明らかにした。これは光合成の光阻害機構のドグマとなっていた定説を覆す発見であった。この成果により、活性酸素は、その種類によらずペプチド鎖伸長に関わる特定のアミノ酸残基を攻撃することが示唆される。したがって、過酸化水素と一重項酸素に共通するターゲットとしてHis残基やCys残基に的を絞ることができた。計画(c)に関しては、エロンゲーションファクターG (EF-G)が活性酸素による阻害のターゲット因子と想定されたため、EF-Gホモローグをコードしている4つの遺伝子をSynechocystisからクローニングした。現在、これらの組換えタンパク質を作製して生化学的解析を行うとともに、過剰発現させたSynechocystisの変異株の作製を祈っている。計画(d)に関しては、EF-GのHis残基やCys残基を改変することによってin vitroおよびin vivo の系で酸化ストレスに対する耐性を調べていく予定である。

Synechocystis sp. PCC 6803 is a new type of inhibitor for the synthesis of active acids. Specific objectives are: (a) to determine the activity of active acids in the synthesis of substances; (b)The active acid species is specific. (c)Active acid residues are specified in the active acid residues. (d)The plant is under control. The plan (a) is related to the acidification of water elements, such as water, oxygen and oxygen. Project (b): To analyze the mechanism of photodamage in photochemical system II. As a result, the damage caused by a heavy acid in the photochemical system II and the damage caused by a heavy acid in the photochemical system II were reduced. The damage caused by a heavy acid in the photochemical system II and the damage caused by a heavy acid in the photochemical system II were reduced. This is the first time that a photo resist mechanism has been developed. The results showed that the active acid residues in different species were related to the elongation of specific amino acids. The amino acid residues in the amino acid chain are the same as those in the amino acid chain. The design (c) is related to the production of active acids, and the production of active acids. Now, this is the first time we've had a chance to make a qualitative analysis of the biological process, and we've had a chance to make a synthetic process. Project (d) is concerned with the modification of EF-G His residues and Cys residues in vitro and in vivo systems.

项目成果

Ushimaru, T., Nishiyama Y., Hayashi, H., Murata, N.: "No coordinated transcriptional regulation of the sod-kat antioxidative system in Synechocystis sp. PCC6803"J. Plant Physiol.. 159. 805-807 (2002)

Ushimaru, T.、Nishiyama Y.、Hayashi, H.、Murata, N.：“集胞藻 PCC6803 中 sod-kat 抗氧化系统没有协调转录调节”J。

Allakhverdiev, S.I., Nishiyama, Y., Miyairi, S., Yamamoto, H., Inagaki, N., Kanesaki, Y., Murata, N.: "Salt stress inhibits the repair of photodamaged photosystem II by suppressing the transcription and translation of psbA genes in Synechococcus"Plant Phy

Allakhverdiev, S.I., Nishiyama, Y., Miyairi, S., Yamamoto, H., Inagaki, N., Kanesaki, Y., Murata, N.：“盐胁迫通过抑制转录和翻译来抑制光损伤光系统 II 的修复

Nishiyama, Y..Hardre-Linard, H., Miras, M., Miege, C., Block, M.A., Revah, F., Joyard, J., Marechal, E.: "Refolding from denatured inclusion bodies, purification to homogeneity and simplified assay of the plant chloroplast MGDG synthase."Protein Expr.Puri

Nishiyama, Y..Hardre-Linard, H.、Miras, M.、Miege, C.、Block, M.A.、Revah, F.、Joyard, J.、Marechal, E.：“从变性包涵体重新折叠，纯化到

Kanervo, E., Spetca, C., Nishiyama, Y., Murata.N., Andersson, B., Aro, E.-M.: "Dissecting a cyanobacterial proteolytic system : efficiency in inducing degradation of the D1 protein of photosystem II in cyanobacteria and plants."Biochim.Biophys.Acta. 1607.

Kanervo, E.、Spetca, C.、Nishiyama, Y.、Murata.N.、Andersson, B.、Aro, E.-M.：“剖析蓝藻蛋白水解系统：诱导光系统 D1 蛋白降解的效率

Kimura, A., Eaton-Rye, J.J., Morita, E.H., Nishiyama, Y., Hayashi, H.: "Protection of the oxygen-evolving machinery by the extrinsic proteins of photosystem II is essential for development of cellular thermotolerance in Synechocystis sp. PCC6803"Plant Cel

Kimura, A.、Eaton-Rye, J.J.、Morita, E.H.、Nishiyama, Y.、Hayashi, H.：“光系统 II 的外在蛋白对释氧机制的保护对于集胞藻细胞耐热性的发展至关重要