オーキシン流入担体AUX/LAXの機能構造解析によるオーキシン輸送機構の解明

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AUX/LAXシンポーターは植物において生育に重要な植物ホルモンであるオーキシンの細胞内への流入に携わる膜輸送体である。オーキシンは生体内で生合成され、極性輸送によって特定の器官ごとに成長促進や屈性などの生理作用を引き起こすだけでなく、化学合成されたものが農薬として利用されている。本研究ではAUX/LAXシンポーターのアポ状態及び輸送基質である天然のオーキシンや農薬との複合体における立体構造を決定することで、植物のオーキシン輸送における輸送体の構造変化や基質認識機構といった詳細な分子基盤の解明を目的としている。これまでの実験において高純度での精製に成功したシロイヌナズナ由来AUX1およびダイズ由来LAX9について、クライオ電子顕微鏡を用いた単粒子解析による構造決定を目指して、試料調製条件やグリッド作製条件についての検討を行った。その結果、ダイズ由来LAX9について十分な粒子像の観測できるクライオ電子顕微鏡像の取得に成功した。この撮影データを用いて単粒子解析を試みたところ、十分な量の粒子像が得られていたものの粒子の二次元平均化像の収束が確認できず、三次元密度マップへの再構成が不可能であった。解析におけるパラメータの検討を行ったが、最終的にダイズ由来LAX9の三次元密度マップを得ることはできなかった。比較的分子量の小さな膜タンパク質の構造解析において、膜タンパク質を人工的な脂質二重層に再構成するという脂質ナノディスク法を用いた研究例が近年多く報告されており、現在はシロイヌナズナ由来AUX1およびダイズ由来LAX9について脂質ナノディスクへの再構成に関する検討を行っている。