葉緑体ATP合成酵素が夜間に不活性化される制御機構全貌の解明

阐明叶绿体 ATP 合酶在夜间失活的整个调节机制

• 批准号: 22KJ1305
• 负责人: 関口 敬俊
• 金额: $ 1.09万
• 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: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1305/
• 关键词: ATP合成酵素; チオレドキシン; 酸化還元制御; プロトン電気化学的勾配

葉緑体ATP合成酵素（CFoCF1）は、光合成電子伝達系により葉緑体のチラコイド膜内外に形成されるプロトンの電気化学的勾配を駆動力として用いてATPを合成する膜局在性のモータータンパク質である。この酵素は葉緑体内のチオレドキシン（Trx）による酸化還元制御の標的としても知られ、光合成が行われる明所でのみ活性化状態である還元型となる。すなわち、光合成反応におけるATPの生産は、光環境に応じて厳密に制御されている。本研究員は、CFoCF1の酸化還元制御機構の全貌の解明を目指し、すでにCFoCF1の還元を行うTrxのサブタイプを特定している（Biochim. Biophys. Acta 2020）。本研究では、暗所での酸化によるCFoCF1の不活性化機構を明らかにすることを目的とした。2022年度は、次の２点を明らかにした。（1）Trxと活性部位のアミノ酸配列が類似した酸化因子タンパク質（Trx-like protein）が、CFoCF1を酸化することをin vitro実験によって明らかにした。また、CFoCF1酸化が、チラコイド膜内外にプロトン勾配が形成されていない時に、より効率よく行われることを見出した（J. Biol. Chem. 2022）。（2）CFoCF1の酸化還元制御は、プロトン勾配の有無によって厳密に制御されていた。そこで、プロトン勾配を熱力学的な構成成分ごとに分けて、それぞれの寄与度の違いを調べた（論文執筆中）。以上一連の研究成果によって、植物の光合成におけるATP合成制御の全体像の理解を深めることができた。

Chloroplast ATP synthase (CFoCF1) is responsible for the photosynthetic electron transfer system of chloroplasts, the electrochemical coordination of chloroplasts, and the synthesis of ATP by chloroplasts. This enzyme is the target of acidification and biosynthesis in chloroplasts. Photosynthesis is the target of activation. ATP production in the environment of sunlight and sunlight is controlled by the environment of sunlight and sunlight. This paper aims to clarify the overall understanding of CFoCF1 acidification control mechanism, and to specify the mechanism of CFoCF1 acidification control mechanism (Biochim. Biophys. Acta 2020）。The purpose of this study is to investigate the mechanism of inactivation of CFOCF1 in the dark. 2022 year, the second time at 2 o 'clock tomorrow. (1) Trx-like protein and CFoCF1 are similar in acid sequence to Trx-like protein. CFoCF1 acidification, membrane and membrane interaction, formation and efficiency, etc.(J. Biol. Chem. 2022). (2) CFoCF1 acid reduction control system, the presence or absence of a chemical reaction control system. The composition of thermodynamics is composed of two parts: one part is composed of two parts, the other part is composed of two parts (in writing). The above continuous research results have deepened our understanding of the overall role of ATP synthesis in plant photosynthesis.

项目成果

Trx 様タンパク質による葉緑体ATP 合成酵素の不活性化制御

Trx 样蛋白控制叶绿体 ATP 合酶失活

• 发表时间: 2022
• 作者: Yoshida Keisuke;Yokochi Yuichi;Hisabori Toru;村井美波，吉田啓亮，車玉芬，石川規子，久堀徹，伊福健太郎;吉田啓亮，横地佑一，田中寛，久堀徹;上村柚紀子，吉田啓亮，Chris White-Gloria，Greg B. Moorhead，若林憲一，久堀徹;福士結香，横地佑一，若林憲一，吉田啓亮，久堀徹;関口敬俊，吉田啓亮，若林憲一，久堀徹
• 通讯作者: 関口敬俊，吉田啓亮，若林憲一，久堀徹