黄色植物における青色光受容体オーレオクロムの機能解析

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本年度の研究は、ドイツ連邦共和国、マックスプランク生物無機化学研究所、Wolfgang Gaertner教授の研究室で行った。ヒバマタオーレオクロム2およびオクロモナスオーレオクロム1の全長遺伝子をそれぞれpET28aベクターに導入し、タンパク質発現用の大腸菌Rosetta (DE3)pLysS内で発現を試みた。既に公表されているフシナシミドロオーレオクロム1の条件では発現しなかったため、発現条件の検討を行い、IPTG濃度200μM、温度22℃、overnight(12-16時間)、暗条件下での振とう培養でヒバマタオーレオクロム2およびオクロモナスオーレオクロム1の発現に成功した。その後の比較で、オクロモナスオーレオクロム1がより安定して発現したため以後のタンパク質精製にはオクロモナスオーレオクロム1を用いた。オーレオクロムタンパク質の精製はニッケルレジンを用いたイミダゾール溶出で行い、精製したタンパク質のイミダゾールを除去後、その分光学的特徴を解析した。オクロモナスオーレオクロム1の吸収スペクトルは、422, 448, 480nmのピークを示し、青色光照射によって、この範囲の吸収が減少し、代わって390nmの吸収が上昇した。これらの性質は、他のフラビンを結合するLOV光受容体と同様の特徴であり、オクロモナスオーレオクロム1が光受容能力を持つ事を示唆する。この結果と各オーレオクロムのアミノ酸配列比較から、ヒバマタオーレオクロム2も光受容能をもつ可能性が強く示唆される。すなわち、LOVドメイン中のフラビン結合に必要なアミノ酸の同義置換はフラビンとの結合に影響を与えない事が示唆された。