葉緑体ＡＴＰ合成酵素の酸化ストレスによる失活の分子機構とその防御

氧化应激导致叶绿体ATP合成酶失活的分子机制及其防御

基本信息

批准号：
12F02389
负责人：
久堀徹
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

活性酸素（ROS）ストレスで特異的に攻撃される葉緑体ATP合成酵素の生化学的な解析により、ROSによって攻撃される部位がγサブユニット上の複数のメチオニン残基であることが明らかにされている。このメチオニン残基の近傍は、γとβの相互作用領域と想定されるため、この近傍のアミノ酸にCys置換を行って分子間架橋を可能にすること、および、側鎖の大きなアミノ酸に置換して空間的な制約を与えることなどにより、γの特徴的な制御である酸化還元制御に影響のあるアミノ酸残基の特定を試みた。その結果、立体構造上特定の位置関係にあるβとγのアミノ酸の間で、特異的に分子間架橋が可能なこと、および、この架橋がγの酸化還元に影響されることが分かった。上述のROS感受性に関与するアミノ酸領域におけるβサブユニットとγサブユニットの相互作用が、この酵素の活性制御に最も基本的に役割を果たしているADP阻害機構を制御すること、および、酸化による酵素活性の抑制に深く関与していることが明らかになった。中でも、βサブユニットのDELSEED領域と呼ばれる分子下部に位置する領域は、γサブユニットのネック領域との相互作用をしており、複数のアミノ酸がこの相互作用に関与していることが明らかになった。

叶绿体ATP合成酶特异性氧气（ROS）应激的生化分析表明，ROS攻击的位点是γ亚基上的多个甲硫氨酸残基。由于假定该蛋氨酸残基的附近是γ和β之间的一个相互作用区域，因此我们试图通过对氨基酸在氨基酸上进行Cys替换，以识别影响氧化 - 雷克斯控制（一种特征对γ的特征控制），以使分子交叉连接构成大型侧面构成大小侧面的链接构成构成的构造。结果，发现可能在β和γ的氨基酸之间特异性分子交联，在三维结构中处于特定的位置关系，并且这种交联受到氧化和γ的氧化还原的影响。已经揭示了与ROS敏感性有关的氨基酸区域的β和γ亚基之间的相互作用调节ADP抑制机制，ADP抑制机制在控制该酶的活性中起着最基本的作用，并且与氧化抑制酶活性。其中，位于分子下方的区域（称为β亚基的降落区域）与γ亚基的颈部区域相互作用，并且已经发现这种相互作用涉及多个氨基酸。