青色光センサーBLUFタンパクPixD質における光受容・信号伝達機構の解明

阐明蓝光传感器 BLUF 蛋白 PixD 中的光接收和信号转导机制

• 批准号: 10J00938
• 负责人: 田中 啓介
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J00938/
• 关键词: PixD; 光受容タンパク質; 過渡回折格子法; 拡散; タンパク質間相互作用; 光反応ダイナミクス

本研究は、シアノバクテリアの走光性の制御に関わる青色光センサータンパク質PbxDの光反応ダイナミクスを、時間分解過渡回折格子(TG)法により調べたものである。TG法では、光誘起の屈折率変化の検出を通して、光励起後の分子体積変化や拡散係数変化を高時間分解能・高感度で測定することが可能である。この手法によって、通常用いられる過渡吸収法では観測されない新しい反応中間体を発見したのみならず、PixDの特徴的な十量体構造に起因する構造変化、および十量体から二量体への会合状態変化を初あて時間分解で捉えることに成功した。また、ゲル濾過やBlue Native-PAGE、部位特異的変異などを併用し、多角的かつ分子論的にPixDの光受容・信号伝達機構を明らかにした。さらには、光情報伝達に重要な十量体から二量体への光解離反応が励起光強度に強く依存することを見出し、PixDは走光性のための光センサーとしてだけでなく、光強度センサーとして機能し得る可能性を示唆した。また、さらに下流のシグナル伝達について明らかにするため、生体内で直接機能発現に関わるレスポンスレギュレータタンパク質PixEとのタンパク質間相互作用について調べた。これら2つのタンパク質は、暗状態においてPixD10分子とPixE5分子からなる複合体を形成し、青色光照射によりPixD二量体とPixE単量体へ解離することが報告されている。この系に対して、分光測定に適した濃度・精製度で複合体としてサンプルを得るための大量培養・精製法を確立した。得られたサンプルにTG法を適用した結果、機能に直接関わるタンパク質間相互作用変化を拡散係数変化として捉えることに成功し、PixDからPixEへのシグナル伝達遠度を決定することに成功した。

In this study, the time decomposition transition lattice (TG) method was used to control the optical properties of PbxD. TG method can be used to detect the change of refractive index induced by light, the change of molecular volume after light excitation, the change of dispersion coefficient, the high time resolution energy and the high sensitivity. With this approach, the commonly used transitional absorption method has been used to detect new and reactive intermediates, and the structural changes caused by the ten-volume structure characteristic of PixD, as well as the change in the convergence state of the ten-volume to two-volume, have been successfully captured through the initial temporal decomposition. Blue Native-PAGE, site-specific diversity, multi-angle molecular theory, PixD photoreception and signal transmission mechanism In addition, the optical information transmission is important for the determination of optical intensity. In vivo, direct function development is related to the regulation of mass-to-mass interaction. In the dark state, PixD10 molecules and PixE5 molecules form complexes, and in the cyan light irradiation, PixD molecules and PixE molecules dissociate. This system was established by spectrophotometric determination of the appropriate concentration and purification of the complex and by mass culture and purification The results and functions of the TG method are directly related to the mass-to-mass interaction, dispersion coefficient, PixD, PixE, and distance.

项目成果

青色光センサータンパク質PixDとレスポンスレギュレーターPixFのタンパク質間相互作用の時間分解鏡測

蓝光传感器蛋白 PixD 和响应调节器 PixF 之间的蛋白质-蛋白质相互作用的时间分辨镜像测量

• 发表时间: 2010
• 作者: Yuta KITAMUA;Hirotaka OGINO;Noriyuki MIYAZAKI;Toshiro MABUCHI;Teruhiko NAWATA;貴田大樹;綾部信哉;貴田大樹;貴田大樹;貴田大樹;貴田大樹;田中啓介;田中啓介
• 通讯作者: 田中啓介

A way to sense light intensity : Multiple-excitation of the BLUF photore ceptor TePixD suppresses conformational change

一种感知光强度的方法：BLUF光感受器TePixD的多重激发抑制构象变化

• 发表时间: 2011
• 期刊: FEBS Letters
• 影响因子: 3.5
• 作者: Yuta KITAMUA;Hirotaka OGINO;Noriyuki MIYAZAKI;Toshiro MABUCHI;Teruhiko NAWATA;貴田大樹;綾部信哉;貴田大樹;貴田大樹;貴田大樹;貴田大樹;田中啓介
• 通讯作者: 田中啓介