シアノバクテリアのチオレドキシン経路の生理生化学的解析

蓝藻硫氧还蛋白途径的生理生化分析

基本信息

批准号：
16F16798
负责人：
久堀徹
金额：
$ 1.41万
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：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-11-07 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

光合成生物は、光合成装置の機能と代謝機能の共役を、還元力を伝達することで制御している。この制御の中心的な役割を果たしているのは、チオレドキシンという分子内にジスルフィド結合を形成可能な二つのCys残基を持ったタンパク質である。チオレドキシンは、光合成電子伝達系から供給される還元力の一部を利用して自身のチオール基の酸化還元状態をコントロールし、これを標的タンパク質に受け渡すことで、標的タンパク質の機能を制御する。糸状性窒素固定型シアノバクテリアAnabaena sp. PCC7120株の場合には、還元力の供給が、他のシアノバクテリアと同様に酸化ストレス防御システムの駆動に重要であるほか、窒素固定に特化したヘテロシスト細胞の形態形成や、窒素固定の主役であるニトロゲナーゼの機能に重要である。これまでの研究で、このシアノバクテリアが持つ複数のチオレドキシンアイソフォームのうち、チオレドキシンm1とCについて破壊株を作製し、その表現型を調べ、レドックス制御系の重要性を記述した。今年度は、このチオレドキシン破壊株を窒素飢餓条件で培養した場合の表現型、細胞内の状態変化を調べ、このシアノバクテリアが窒素固定モードに遷移する条件下でのレドックス制御系の役割を明らかにした。この研究は論文発表済である。また、もう一つのレドックス制御因子であるNTRCの破壊が及ぼす影響を、生理学、ショットガンプロテオミクス法の両面から調べた（論文執筆中）。

光合生物通过传输还原力来控制光合装置功能和代谢功能的结合。在该调节中的中心作用是一种称为硫氧还蛋白的蛋白质，该蛋白具有两个Cys残基，能够在分子内形成二硫键。硫氧还蛋白使用光合电子传输系统提供的减少功率来控制其自身硫醇基团的氧化还原状态，并将其传递给靶蛋白，从而控制靶蛋白的功能。如果是丝状氮固定的蓝细菌Anabaena sp。 PCC7120应变，降低功率的供应对于驱动氧化应激防御系统至关重要，就像其他蓝细菌一样，对于专门用于氮固定的杂环细胞的形态学以及氮固定的功能，这是氮固定的主要特征。先前的研究已经在该蓝细菌具有的多种硫氧还蛋白同工型中产生了硫氧还蛋白M1和C的破坏菌株，并检查了其表型，并描述了氧化还原调节系统的重要性。今年，当在氮饥饿条件下培养这种硫氧还蛋白质破坏性菌株时，我们研究了细胞内状态的表型和变化，并揭示了这种氧化还原控制系统在这种氰基菌对氮固定模式的过渡中的作用。这项研究已发表。此外，从生理学和shot弹枪蛋白质组学（以书面形式）研究了另一个氧化还原调节剂NTRC的破坏的影响。

项目成果

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Proteomics can deeply unravel the Trx pathway and its specificity

蛋白质组学可以深入揭示 Trx 通路及其特异性

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Deschoenmaker F.;Mihara Shoko;Niwa Tatsuya;Taguchi Hideki;Hisabori Toru
通讯作者：
Hisabori Toru

Disruption of the Gene trx-m1 Impedes the Growth of Anabaena sp. PCC 7120 under Nitrogen Starvation

DOI：
10.1093/pcp/pcz056
发表时间：
2019-07-01
期刊：
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY
影响因子：
4.9
作者：
Deschoenmaeker, Frederic;Mihara, Shoko;Hisabori, Toru
通讯作者：
Hisabori, Toru

The Absence of Thioredoxin m1 and Thioredoxin C in Anabaena sp. PCC 7120 Leads to Oxidative Stress

DOI：
10.1093/pcp/pcy163
发表时间：
2018-12-01
期刊：
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY
影响因子：
4.9
作者：
Deschoenmaeker, Frederic;Mihara, Shoko;Hisabori, Toru
通讯作者：
Hisabori, Toru

Deep characterization of N-starvation in Arthrospira sp. PCC 8005

节旋藻氮饥饿的深入表征。

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Deschoenmaeker Frederic;Mihara Shoko;Niwa Tatsuya;Taguchi Hideki;Wakabayashi Ken-Ichi;Hisabori Toru;Frederic DeschoenMaeker
通讯作者：
Frederic DeschoenMaeker