Exploring photoprotective function of carotenoid under strictly anaerobic conditions

探索严格厌氧条件下类胡萝卜素的光保护功能

• 批准号: 21K06220
• 负责人: 浅井 智広
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Ritsumeikan University
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06220/
• 关键词: 緑色硫黄細菌; カロテノイド; cruC; 光阻害; 三重項励起状態; 硫黄代謝; 嫌気; 配糖体; 消光

緑色硫黄細菌Chlorobaculum tepidumで発生する嫌気的な光阻害現象について、その発生メカニズムの解析を進めた。前年度の研究成果により、カロノテイド配糖体を欠損しているcruC変異株は野生株よりも顕著な強光下での増殖抑制を示すことがわかっている。C. tepidum内でカロテノイド配糖体は光合成反応中心（RC）複合体に局在するため、C. tepidumから単離した精製RC複合体においてカロテノイド配糖体が関わる光化学反応を超高速の過渡吸収分光法で調べた。その結果、C. tepidumのRC複合体ではバクテリオクロロフィルの光励起によってカロテノイドの三重項励起状態（Car-T1）を生成し得ることがわかった。過渡吸収スペクトルの速度論的な解析により、Car-T1の生成はナノ秒オーダーの時定数をもつと推定された。バクテリオクロロフィルの三重項励起状態を前駆体として生成されると考えられたが、生成反応が既報のメカニズムよりも速く、未知の反応経路の存在が示唆された。一方、前年度に行った増殖の光合成曲線による生理学的な解析を発展させ、強光環境で増殖阻害を増長する培養条件を探索した。その結果、本来C. tepidumの光合成反応で電子源として利用される硫化物の濃度依存的に増殖阻害が発生することがわかった。高濃度の硫化物存在下では、至適な光環境でも増殖阻害が発生した。カロノテイド配糖体を欠損しているcruC変異株でより顕著な表現型が見られ、嫌気的な光阻害が硫化物の代謝過程と関連していることが示唆された。硫化物濃度を上昇させても、培養初期の増殖は抑えられておらず、硫化物を酸化して生成される中間代謝物が原因物質と考えられた。

The analysis of the photo-resistance phenomenon of Chlorobaculum tepidum The research results of the previous year showed that the growth inhibition of mutant wild strains under strong light was reduced. C. The ligand in tepidium is located in the photosynthetic reaction center (RC) complex. Tepidium separation and purification of RC complexes in the presence of photochemical reactions and ultra-high-speed transient absorption spectroscopy C. The RC complex of tepidium is generated by the triple excitation state (Car-T1). The analysis of the velocity theory of transition absorption, the generation of Car-T1 and the estimation of the time of transition Triple-term excitation state of the first phase is generated, the second phase is generated, the third phase is reported, and the third phase is unknown. The physiological analysis of the photosynthetic curve of growth in the past year has been explored, and the cultivation conditions for growth inhibition in strong light environment have been explored. The result of C. The electron source and utilization of tepium photosynthetic reaction are dependent on the concentration of sulfide. In the presence of high concentrations of sulfides, growth inhibition occurs even in light environments. The phenotype of the mutant is related to the metabolism of sulfur compounds. Sulfide concentration increases, growth decreases, and intermediate metabolites are produced in the early stages of culture.

项目成果

ヘリオバクテリア光合成反応中心におけるエネルギー移動および電子移動機構

日光细菌光合反应中心的能量转移和电子转移机制

• 发表时间: 2021
• 作者: 小島 理沙;山元 颯太;浅井 智広;野原 大暉;小澄 大輔;大岡 宏造
• 通讯作者: 大岡 宏造

緑色硫黄細菌の反応中心に対するフィロキノンの効果：フェムト秒過渡吸収スペクトル解析

叶绿醌对绿硫细菌反应中心的影响：飞秒瞬态吸收光谱分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 日名子 一起;山本 哲也;稲垣 知実;杉原 敬太;帆足 征峻;浅井 智広;長澤 裕
• 通讯作者: 長澤 裕

緑色硫黄細菌の光合成反応中心複合体での三重項カロテノイドの生成

绿硫细菌光合反应中心复合体生产三重态类胡萝卜素

• 发表时间: 2022
• 作者: Okegawa Yuki;Tsuda Natsuki;Sakamoto Wataru;Motohashi Ken;浅井 智広，木田 雅俊，稲垣 知実，小澄 大輔
• 通讯作者: 浅井 智広，木田 雅俊，稲垣 知実，小澄 大輔

緑色硫黄細菌反応中心の表在性サブユニット結合に対する塩濃度とpHの影響

盐浓度和pH值对绿硫细菌反应中心表面亚基结合的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 稲垣 知実;吉野 晴貴;寺内 一姫;浅井 智広
• 通讯作者: 浅井 智広

Effect of Phylloquinone on Green Sulfur Bacterial Reaction Center Studied by Femtosecond Transient Absorption Spectroscopy

飞秒瞬态吸收光谱研究叶绿醌对绿硫细菌反应中心的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: K. Hinago;T. Inagaki;T. Yamamoto;M. Hoashi;K. Sugihara;C. Azai;Y. Nagasawa
• 通讯作者: Y. Nagasawa