Verification of mutual regulation hypothesis for electron flow and light harvesting system in photosynthesis

光合作用中电子流和光捕获系统相互调节假说的验证

• 批准号: 21K06217
• 负责人: 小澤 真一郎
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Okayama 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-21K06217/
• 关键词: Photosynthetic control; シトクロムb6f複合体; LHCI; 光化学系I複合体; 光合成; 光エネルギー利用

光合成明反応では電子伝達と集光性アンテナによる光エネルギー利用効率の適切な制御が重要となる。本研究では両者の相関を明らかにすることをめざす。広範囲の光強度に適応した光合成を行ない、遺伝子情報基盤が整備され遺伝子改変手法が確立された緑藻クラミドモナスを材料とする。光合成電子伝達反応と葉緑体ストロマからチラコイド膜ルーメンへのプロトン移動は共役する。プロトン移動により生じたチラコイド膜内外のプロトン濃度勾配形成はATP合成に必須であると同時にNPQ誘導を初めとした光合成反応の防御や制御にも重要である。過度にルーメンが酸性化するとPhotosynthetic controlにより光合成電子伝達が抑制される。シロイヌナズナのpgr1変異株は、より弱いルーメン酸性化状態で光合成電子伝達が抑制されNPQ誘導が低下する。緑藻クラミドモナスにpgr1変異に相当する変異を導入したPETC-P171L株を作出し解析した。PETC-P171L株はシトクロムb6f複合体を正常に蓄積するが、強い光の下では光合成的生育速度が低下した。パルス変調によるクロロフィル蛍光を測定するとシロイヌナズナと同様にNPQ誘導低下を確認した。続いて、暗所かつ嫌気条件下でチラコイド膜ルーメンを酸性化させ、ポンピングプローブ法によって弱い作用光条件の下でカロテノイド吸収の時間変化を測定しシトクロムb6f複合体の電子伝達速度を推定すると、野生株ではシトクロムb6f複合体の電子伝達速度は上昇したがPETC-P171L株では上昇せず、ナイジェリシン添加で観測されなかった。以上のことよりPhotosynthetic controlは、低照度であってもチラコイド膜ルーメンの酸性度により機能すること、自然環境で緑藻クラミドモナスが生育する低酸素低照度の条件では光合成を有利に進めることに貢献することがわかった。

The light synthesis and anti-optical electronic system achieves the ability to control the important equipment by using the efficiency of the optical system. In this study, there is a clear understanding of the relationship between the participants and the students in this study. The range of light intensity, light intensity, photosynthesis, photosynthesis, light intensity, photosynthesis, photosynthesis, photosynthesis The photovoltaic electricity generation system has reached the level of anti-radiation equipment, and the equipment has been transferred to the joint service vehicle by the use of membrane equipment. In order to form the ATP synthesis system, it is necessary to direct the primary photosynthetic reaction defense and control the important factors in the formation of ATP synthesis. The effect of different concentrations on the acidification of Photosynthetic control photovoltaic devices has reached the inhibition level. It is necessary to control the growth of pgr1 plants, weak strains and acidified plants. Photosynthetic electricity generation is used to inhibit the production of NPQ. This is the first time that pgr1 has been introduced into the PETC-P171L plant to make an analysis. The growth rate of photosynthesis of PETC-P171L plant was lower than that of normal plant and under strong light. This is the same as the NPQ wizard to confirm that the light measurement is correct. Under the condition that the temperature is affected, the film is acidified, the absorption time is measured under the condition of weak light, and the arrival speed of the complex b6f is presumed to be sensitive. The rate of arrival of the wild strain and the b6f complex was higher than that of the PETC-P171L, and it was added to the plant. The above-mentioned Photosynthetic control, low-light temperature, low-intensity, low-intensity, low-

项目成果

The algal PETC-Pro171-Leu suppresses electron transfer in the cytochrome b6f under acidic lumenal condition

酸性腔内条件下藻类 PETC-Pro171-Leu 抑制细胞色素 b6f 中的电子转移

• DOI: 10.1101/2021.12.15.472847
• 发表时间: 2021
• 期刊: bioRxiv
• 作者: Ozawa Shin-Ichiro;Buchert Felix;Reuys Ruby;Hippler Michael;Takahashi Yuichiro
• 通讯作者: Takahashi Yuichiro

RECTOR Program

校长计划

文献リスト

文献列表

ミュンスター大学(ドイツ)

明斯特大学（德国）

緑藻クラミドモナスのシトクロムb6fのPETC-171-ProをLeuに置換した変異株はルーメン酸性下条件で電子伝達速度を強く抑制する

绿藻衣藻突变株中细胞色素 b6f 的 PETC-171-Pro 被 Leu 取代，在酸性瘤胃条件下强烈抑制电子转移速率。

• 发表时间: 2022
• 作者: 小澤真一郎;ブッハート フェリックス;ルイス ルビー;ミヒャエル ヒップラー;高橋裕一郎
• 通讯作者: 高橋裕一郎