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光合成・環境変動に応答した光化学系Ⅰ複合体の構造と機能のダイナミクス

光系统I复合体结构和功能响应光合作用和环境变化的动态

基本信息

批准号：
21H02510
负责人：
高橋裕一郎
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (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

１）光化学系I(PSI)複合体の分子集合因子の解析を行った。精製した分子集合因子に結合するPSI分子集合中間体にクロロフィルが結合していることをレーザー蛍光顕微鏡で明らかにし、その蛍光スペクトルを測定した。（２）嫌気条件下で培養したクラミドモナスから単離したPSI複合体が二量体を形成することを見出し、クライオ電子顕微鏡で二量体構造を初めて高分解能で解明した。今後の分子集合の分子機構解明に重要な情報を得ることができた。（３）９種のLHCIのうちLHCA3とLHCA7をそれぞれ欠損した変異株からPSI複合体をアフィニティー精製する方法を確立し、そのサブユニット組成を明らかにし、低温蛍光スペクトルを測定した。これらの変異株は超波長の蛍光スペクトルが欠失しているため、励起エネルギー移動の効率が低下している可能性を指摘しることができた。今後は、アンテナサイズの測定を閃光分光法などの手法を用いて進める予定である。（４）シトクロムb6f複合体のPetCのN末から171番目のProをLeuに置換（PETC-Pro171Leu）したpgr1変異株の電子伝達活性が、チラコイド膜ルーメンのpHが酸性になった時により強く抑制されることを明らかにした。この成果によりPSI周辺のサイクリック電子伝達活性の制御機構に関する新しい知見が得られ、変動する光環境下におけるPSIの活性の制御および光損傷の分子機構の解明に貢献した。さらにHis-tagを融合したCyt-b6f複合体をアフィニティ生成し、その構造解析をクライオ電顕で進めた。pgr1変異をもつ複合体の構造の解明も順調に進んでいる。（５）PSI複合体に結合するアンテナ複合体LHCIの分子集合過程関与するcpSRP43/cpSRP54とインセルターゼAlb3.1が複合体を形成しすることを明らかにした。クライオ電子顕微鏡による構造解析を準備中である。

1) Analysis of molecular aggregation factors of photochemical system I(PSI) complex. Psi molecular assembly intermediate for purification of molecular assembly factors (2) The PSI complex formed by two molecules under culture conditions was observed by electron microscope, and the structure of two molecules was analyzed by high decomposition energy. In the future, the molecular assembly and molecular mechanism will be clarified. (3) 9 kinds of LHCA3 and LHCA7 were determined by the method of purification. The probability of a shift in the wavelength of light is low. In the future, the determination of the number of samples will be determined by the method of spatial separation. (4) The electron transfer activity of the PetC of the PetC complex (PETC-Pro171Leu) was strongly inhibited when the pH of the PetC complex was acidic. The results of this research are related to the mechanism of PSI activity control and the molecular mechanism of light damage control in the light environment. His-tag fusion is the key to the formation of Cyt-b6f complexes. pgr1: The structure of the complex is explained in detail. (5) It is clear that the molecular assembly process of the PSI complex combined with the LHCI of the Suantena complex is related to the formation of the complex of Suantena cpSRP43/cpSRP54 and InnertarraAlb3.1. Structure analysis of electron microscope is in preparation.