ミトコンドリア機能を制御する還元力ネットワークとその光環境応答の解明

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植物体内のレドックス状態は、様々な外的環境要因によって変化する。この変化に対し、様々な生体反応に関わるタンパク質は柔軟に活性を調節することが必要である。タンパク質のレドックス制御に中心的な役割を果たすのがチオレドキシン(Trx)である。私は、未開の領域である植物ミトコンドリアのTrxシステムを介したレドックス制御について、生化学と生理学の両側面からアプローチする研究を行っている。昨年度(平成22年度)に、Trxアフィニティクロマトグラフィー法とプロテオミクスにより、ミトコンドリア可溶性画分のタンパク質のTrx標的候補を網羅的に捕捉・同定した。今年度は、これに引き続いて、ミトコンドリア膜画分のTrx標的候補の捕捉・同定を進め、ミトコンドリアのTrx標的候補のリスト作成を完了した。また、得られた標的候補のうち、AOX、イソクエン酸デヒドロゲナーゼ(IDH)、リンゴ酸デヒドロゲナーゼ(MDH)について、組換え体タンパク質を用いた詳細な生化学解析を行い、AOXとIDHはTrx依存的な還元を受けることを明らかにした。さらに、昨年度に作成したミトコンドリアのTrxの欠損株シロイヌナズナについて、実際にTrxがノックアウトされていることを、RT-PCRとウェスタン解析により確認した。この変異株は、現在までにテストした条件では、表現型の変化が確認されていない。今年度、生体内のタンパク質のレドックス状態を分析する実験系を構築できた。今後は、作成した変異株で、Trx標的タンパク質のレドックス状態がどのように影響を受けているのかを明らかにすることで、実際の植物体内でのミトコンドリアTrxシステムの環境応答・生理意義を解明できると期待できる。