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光合成生物のレドックス制御系はin situでどのように働くのか

光合生物的氧化还原控制系统如何在原位发挥作用？

基本信息

批准号：
21H02502
负责人：
久堀徹
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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

本研究では、光合成生物が、環境条件の変化に対して光合成反応を巧みにコントロールすることで「レドックス恒常性」を維持するレドックス制御システムの包括的な理解を目指している。レドックス制御システムは、光合成電子伝達系から供給される還元力を利用して特定のタンパク質のシステイン残基（Cys）の酸化還元状態を制御し代謝調節を行っている。これまでの研究でその全体像は明らかになりつつあるが、いまだにin vitro研究とin vivo研究の結果が、必ずしも一致しない。その主な原因は、in vitroの生化学的解析が生体内の酸化還元物質の影響を考慮していないこと、および、酸化還元状態変化以外のCysのチオール基の修飾がほとんど調べられていないことによる。本研究では、レドックス制御系の電子の流れと鍵となるCysチオール基の状態変化を、生体内を模した条件下で系統的に調べ、レドックス制御系がin situでどのように働くのかを総合的に理解することを目指した。研究初年度は、生体内の重要な酸化還元物質であるグルタチオンの影響を調べたが、レドックス制御システムと被制御タンパク質の相互作用に対する影響を明確に示す結果は得られなかった。そこで、当研究室で酸化因子であることを同定したタンパク質の生理的な働きの解析に注力し、レドックス制御システムの標的タンパク質の暗所での酸化に働く酸化因子に標的特異性があること、酸化因子のうち、ACHTが過剰な光エネルギーの散逸システムであるNPQに密接にかかわること、この制御システムの還元側と酸化側のバランスが植物の代謝の維持に重要であることを見出した。また、還元側の特異性の決定因子を明らかにするため、標的タンパク質の葉緑体内の局在性を人為的に操作し、還元効率の変化を調べた。

This study focuses on the transformation of photosynthetic organisms and environmental conditions into photo-synthetic reactions.とで「レドックスconstancy」をMaintain the するレドックスcontrol システムの including the をobject refers to している.レドックスcontrol システムは, photo-synthetic electronic 伝Da system からsupply されるenergization をutilization してspecificのThe acidification and reduction state of Cys residues (Cys) controls metabolism and regulates metabolism. The overall image of これまでの research and でそのは明らかになりつつあるが, いまだにin vitro research and とin vivo research のRESULTS が, 必ずしも unanimous しない.その主なreasonは、in Analysis of biochemistry in vitro and the influence of acidification and reduction substances in vivo are considered. Acidification reduction state change other than Cys のチオール base の modification がほとんど tone べられていないことによる. This study focuses on the control system's electronic flow and key system. The system's control system and control system under the condition of changing status and living body model. situでどのように働くのかを総合的にUnderstanding することを目出した. In the first year of research, the influence of acidification and reduction substances, important acidification and reduction substances in the living body, on the をtiao べたが and レドックスThe interaction between control and control is controlled by control and control. The effect is clear and the result is clear.そこで、When the laboratory's acidification factor であることを同定したタンパク性のphysiological な卍きのanalytic にAttentionし,レThe specificity of the ドックスcontrol システムのstandard タンパクquality の色SO でのacidification に働くacidification factor にtarget があること, acid Chemical factor のうち, ACHT が剰な光エネルギーの scattered ease システムであるNPQ に close connection にかかわること, It is important to control the metabolism of plants and maintain the metabolism of plants by reducing the reducing side and acidifying side.また, the specificity of the reduction side is determined by the を明らかにするため, the target タンパクquality is localized in the chloroplast, the artificial にoperation, and the reduction efficiency is changed by adjusting the べた.