Red-クロロフィルを結合した光化学系Iの構造・機能・相関

光系统 I 的结构、功能及其与红叶绿素的相关性

基本信息

批准号：
21K06101
负责人：
鞆達也
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

光合成光化学反応は不安定な太陽光エネルギーを安定な化学物質に変換する反応であるが、太陽光は密度が低いため光合成生物は集光性色素および複合体を多様化させ進化させてきた。光化学系Iに結合したアンテナクロロフィルの約10%は電荷分離を担う、初期電子供与体よりも長波長側に吸収帯をもつクロロフィル (red-クロロフィル)であり、長波長側から短波長側へのエネルギー移動は熱力学的に不利であるのも関わらず機能していることから、その役割を明らかにすることは重要である。本年度の研究では昨年度に引き続き一般的なシアノバクテリアと異なる特徴的なred-クロロフィルをもつシアノバクテリアA. platensisを材料として実験を行った。光化学系Iの単量体、二量体、三量体のより高純度な単離精製に成功し、吸収及び蛍光スペクトルの議論を行った。また、酸化還元や構造解析にはまとまった量のサンプルが必要になることから、培養規模を上げて、測定に必要なサンプルの準備を行った。現在、このクロロフィルの複合体内での位置を決定するために、測定を進めている。また、既知のクロロフィルの中でもっとも低エネルギー側に吸収極大をもつクロロフィルfを結合した光化学系Iに関しても解析を進めている。このクロロフィルfをもつシアノバクテリアのクロロフィルf量は光化学系I全体の約10%であり、我々はクライオ電子顕微鏡を用いて構造を決定したが、他のグループが近縁の生物種で解析した結果と一部に違いがあった。これは。クロロフィルｆとクロロフィルaの電子密度の違いが少ないことによる同定の難しさを示している。そこで、よりクロロフィル数の少ないクロロフィルfをもつ光化学系I標品を生化学的に作成し、クロロフィルaおよびｆの構造機能を解析している。

光合光化学反应是将不稳定的太阳能转化为稳定化学物质的反应，但是由于阳光密度低，因此光合生物具有多样化和进化的光浓缩染料和复合物。与光系统I相连的天线叶绿素的大约10％是叶绿素（红色氯植物），它负责电荷分离，并且比初始电子供体更长的波长一侧具有吸收谱带，并且能量传递从长波长度转移到短波长向短波长侧向短波长的侧面功能，尽管热功能障碍功能均能脱离功能，因此它的作用很重要，因此很重要。在今年的研究中，与去年的研究一样，我们使用A. platensis进行了实验，A. platensis是一种具有独特的红氯植物的蓝细菌，与常见的蓝细菌不同，作为一种材料。光系统I的单体，二聚体和三聚体的较高纯度已成功地分离和纯化，并讨论了吸收和荧光光谱。此外，由于还需要大量样品来减少氧化和结构分析，因此培养量表增加并制备了测量所需的样品。目前正在进行测量以确定该叶绿素在复合物中的位置。我们还对光系统I进行了分析，其中叶绿素f在已知叶绿素的最低能量方面具有最大吸收。携带叶绿素f的蓝细菌中叶绿素F的量约为总光系统I的10％，我们使用低温电子显微镜确定了结构，但是与与其他相关物种紧密相关的群体进行分析的结果存在一些差异。这是。这显示了由于叶绿素F和叶绿素a之间的电子密度差异较小而引起的识别难度。因此，具有较少数量叶绿素的叶绿素F的光系统制剂是生化准备的，以分析叶绿素A和F的结构功能。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

二次元蛍光寿命相関分光による光化学系Ｉタンパク質の単一分子電子移動速度の測定

二维荧光寿命相关光谱法测量光系统I蛋白的单分子电子转移速率

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
伊藤祐希;吉留崇;谷口凜，篠田稔行，鞆達也，叶深，近藤徹，柴田穣
通讯作者：
谷口凜，篠田稔行，鞆達也，叶深，近藤徹，柴田穣

異なる光質に対するAcaryochloris marina のアンテナおよび光化学系のエネルギー移動制御

不同光质下蚬藻触角和光系统能量传递的控制

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
宗井陽平;堀優太;Kowit Hengphasatporn;原田隆平;重田育照;王哲，古谷実佑，植野嘉文，豊福玲於奈，鞆達也，秋本誠志
通讯作者：
王哲，古谷実佑，植野嘉文，豊福玲於奈，鞆達也，秋本誠志

Chlorophyll Species and Their Functions in the Photosynthetic Energy Conversion

DOI：
10.1007/978-3-030-67407-6_5
发表时间：
2021
期刊：
Photosynthesis: Molecular Approaches to Solar Energy Conversion
影响因子：
0
作者：
T. Tomo;S. Allakhverdiev
通讯作者：
T. Tomo;S. Allakhverdiev

クロロフィルfを結合した光化学系Iの構造機能相関

与叶绿素 f 结合的光系统 I 的结构-功能关系

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
光合成研究
影响因子：
0
作者：
篠田稔行;加藤公児;長尾遼;秋本誠志;鈴木健裕;堂前直;沈建仁;秋田総理;宮崎直幸;鞆達也
通讯作者：
鞆達也

Assignment of fluorescence bands of chlorophyll-f containing photosystem I to elucidate its reaction mechanism by near-infrared light

含叶绿素-f的光系统I的荧光带分配以阐明其近红外光反应机制

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Rin Taniguchi;Toshiyuki Shinoda;Tatsuya Tomo;Shen Ye;Yutaka Shibata (11) 代表発表者名 (登壇者名)
通讯作者：
Yutaka Shibata (11) 代表発表者名 (登壇者名)

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鞆達也其他文献

Acaryochloris marinaの光化学系II色素組成

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DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
小島茜;長尾遼;三室守;鞆達也
通讯作者：
鞆達也

クリプトクロムの新たな生理作用～青色光と低温馴化～

隐花色素的新生理效应~蓝光和冷驯化~

DOI：
发表时间：
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期刊：
影响因子：
0
作者：
Ryo Onuma and Takeo Horiguchi;中山貴人，高橋大輔，河村幸男，上村松生;和久田亮，中村太郎，松本幸久，野地澄晴，三戸太郎，水波誠;鞆達也;戸田正憲;今井裕之，河村幸男，長谷あきら，上村松生
通讯作者：
今井裕之，河村幸男，長谷あきら，上村松生