青色光と緑色光によって光変換する新種光受容体の光受容機構の解析

新型蓝光、绿光光转换感光体的感光机制分析

• 批准号: 17770041
• 负责人: 吉原 静恵
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17770041/
• 关键词: フィトクロム; 光受容体; 青色光; シアノバクテリア; 開環テトラピロール

シアノバクテリアの正の走光性の光受容体PixJ1は、植物の光受容体フィトクロムの発色団結合領域に相同性を示すが、フィトクロムが示す赤色光と遠赤色光による可逆的光変換とは大きく異なり、青色光(最大吸収波長435nm)と緑色光(最大吸収波長535nm)によって可逆的変換する新種の光受容体である。平成17年度の本研究では、PixJ1に結合する発色団の同定を試みた結果、赤色光を吸収する開環テトラピロール フィコシアノビリン(最大吸収波長680nm)がPixJ1に結合することを明らかにした。これらの結果は、PixJ1はフィコシアノビリンの共役二重結合系をねじ曲げることによって吸収領域を短波長側の青と緑色にシフトさせていることを示唆している。このように最大吸収波長を200nm以上もシフトさせ、さらに可逆的光変換する光受容体の例はこれまでに報告されていないため、PixJ1の発色団結合領域どのような機構によって短波長側に吸収領域をシフトさせているのか、大変興味深い。平成18年度の本研究では、常温性シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC6803のみならず高熱性のシアノバクテリアThermosynechococcus elongates BP1もPixJ1相同遺伝子pixJ(TepixJ)をもち、TepixJ遣伝子の発現タンパク質は、Pixj1同様に開環テトラピロールを結合し、青/緑色光による米変換を示すことを明らかにした。既に、10種を超える多様なシアノバクテリアのゲノムが解読されており、大部分のシアノバクテリアのゲノムでpixJ1相同遺伝子が保存されている。これらの事実は、シアノバクテリアは変動する光環境に適応するために、pixJ1のように多様な吸収特性を示す開環テトラピロール結合型光受容体を用いてきた可能性を示唆している(Ishizuka et al., Plant Cell physiol 2006)。さらに、PixJ1の光反応初期過程を調べるために、液体窒素温度(77K).における青色光吸収型から緑色光吸収型、さらに逆の反応経路の紫外可視吸収スペクトルを測定し、植物のものと比較した結果、植物フィトクロムは77Kよりも高い温度で最初の光反応中間体が現れるのに対して、PixJ1は77Kですでに最初の反応が起こっていることが分かった。さらに、植物の物とは特性が異なる中間体由来の吸収を観察した。現在、これらの結果をまとめて投稿中である。

シアノバクテリアの正のphotoreceptor PixJ1は, plant photoreceptor フィトクロムの発色団 Sameness in the combined field をshow すが, フィトクロムがshow すred light and far red light It is a reversible light exchanger and a new type of photoreceptor for cyan light (maximum absorption wavelength 435nm) and green light (maximum absorption wavelength 535nm). The results of this research in FY2017, the PixJ1 combination test results, and the red light absorption test resultsフィコシアノビリン(maximum absorption wavelength 680nm)がPixJ1に合することを明らかにした.これらのRESULTは, PixJ1 はフィコシアノビリンの丫ねじqu げるこThe short-wavelength side of the absorption area is green and green.このようにMaximum absorption wavelength を200nm or more もシフトさせ、さらにReversible light exchanger するPhotoreceptorのExample はこれまでにreportされていないため, PixJ1 の発色団combination field どのような mechanism によって short wavelength side にabsorption field をシフトさせているのか, 大変 interested in deep い. This study in 2018 is based on the results of this study: Ambothermic Synechocystis sp. PCC6803 Hyperthermic Synechococcus elongates BP1もPixJ1 has the same legacy as pixJ (TepixJ) をもち, TepixJ sends 伝子の発成タンパク性は, Pixj1 is combined with 様にopen ring テトラピロールを, cyan/green light による米変change をshow すことを明らかにした.に、10 kinds of を超える多様なシアノバクテリアのゲノムが解読されており、大Part of the のシアノバクテリアのゲノムでpixJ1 is the same as the remaining 伝子が されている.これらの事実は、シアノバクテリアは変动するLight environment にAdaptation 応するために、pixJ1のように多様なsorb The characteristics of the open ring photoreceptor combined type photoreceptor and the possibility of using it are the possibility of using the open ring photoreceptor (Ishizuka et al., Plant Cell physiol 2006).さらに, PixJ1's initial light reflection process, べるために, liquid temperature (77K). におけるCyan light absorption type, green light absorption type, ultraviolet visible absorption measurement, plant Material comparison results, plant materials, high temperature, initial light reflection intermediate, 77K Now it's a good time, PixJ1's 77K's original backlash is the first time it's gone.さらに、Plant の物とはcharacteristicsがdifferentなるIntermediate originのabsorptionを観Observationした. Now, the result of これらのをまとめて is being submitted.

项目成果

Biochemical and functional characterization of BLUF-type flavin-binding proteins of two species of cyanobacteria.

• DOI: 10.1093/jb/mvi089
• 发表时间: 2005-06
• 期刊: Journal of biochemistry
• 影响因子: 2.7
• 作者: K. Okajima;Shizue Yoshihara;Y. Fukushima;Xiaoxing Geng;Mitsunori Katayama;S. Higashi;Masakatsu Watanabe-Masakatsu-Wat

植物光センサーの多様性と光受容分子メカニズム 生物物理

植物光传感器和光感受器分子机制的多样性生物物理学

• 发表时间: 2006
• 作者: 徳富哲;吉原静恵;松岡大介
• 通讯作者: 松岡大介

Reconstitution of blue/green reversible photoconversion of a cyanobacterial photoreceptor. PixJ1 in phycocyanobilin producing E. coli.

蓝藻光感受器的蓝/绿可逆光转换的重建。

• 发表时间: 2006
• 期刊: Biochem. 45
• 作者: Yoshihara;S.;Shimada;T.;Matsuoka;D.;Zikihara;K.;Kohchi;T.;Tokutomi;S.
• 通讯作者: S.

Characterization of cyanobacteriochrome TePixJ from a thermophilic cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus strain BP-1

• DOI: 10.1093/pcp/pcj095
• 发表时间: 2006-09-01
• 期刊: PLANT AND CELL PHYSIOLOGY
• 影响因子: 4.9
• 作者: Ishizuka, Takami;Shimada, Takashi;Ikeuchi, Masahiko
• 通讯作者: Ikeuchi, Masahiko

植物光センサータンパク質「プラントミメティックス〜植物に学ぶ〜」

植物光传感器蛋白质“植物模拟物～向植物学习～”

• 发表时间: 2006
• 作者: 徳富哲;吉原静恵
• 通讯作者: 吉原静恵