Thylakoid Membrane Remodeling and Optimization of Photosynthetic Activity

类囊体膜重塑和光合活性优化

• 批准号: 21H02508
• 负责人: 坂本 亘
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02508/
• 关键词: チラコイド膜; 膜リモデリング; 葉緑体; 光合成; NTPase

VIPP1について、大腸菌でHisタグとして発現させる実験を行った。推定されたヌクレオチド結合部位あるいはN末端側のαヘリックス内のアミノ酸に変異を導入したタンパク質を精製し、ネガティブ染色による複合体の観察を行った。これらの変異VIPP1-Hisでは、リング状の構造を安定に観察することができず、棒状および球状のヘテロな複合体を形成することが明らかとなった。次に、これらの変異を持つVIPP1をVIPP1-GFPとして発現させ、シロイヌナズナvipp1変異体の相補を試みた。今年度はvipp1変異がホモの個体が得られたことから、それぞれの変異はVIPP1機能を低下させるものの、相補することができた。一方、N末端側のαヘリックスにアミノ酸変異を導入した個体(N16I)では著しい生育遅延を伴っていた。以上の研究に加え、VIPP1-GFPを発現するシロイヌナズナ個体で、GFP-trapを用いた解析を今年度は行った。この方法により単離したチラコイド膜からVIPP1-GFPを分画することができ、SDS-PAGEにより数種のタンパク質が生成された。これらのタンパク質については、来年度以降、タンデム質量分析により同定を試みる。この手法自体はVIPP1の精製には適していないことから、今後、In vivoでもHisをタグにしたVIPP1の発現系を検討する。VIPP1以外の膜リモデリング分子として今年度はダイナミン様タンパク質FZLの解析も進めた。fzl変異体の電子顕微鏡観察からは葉緑体のグラナスタックが野生型に比べ歪みが生じ、ストロマラメラとの連絡も不明瞭であることから、FZLはグラナマージンに局在してグラナの維持に関わっていることが示唆された。これらの異常なチラコイド膜については、トモグラフィー解析による３次元解析も進め、膜構造の異常を確認した。

VIPP1に に て て て and escherichia coli でHisタグと て て have conducted させる experiments を and った. Presumption さ れ た ヌ ク レ オ チ ド combining site あ る い は N terminal side の alpha ヘ リ ッ ク ス within の ア ミ ノ acid に - different を import し た タ ン パ ク を refined し, ネ ガ テ ィ ブ dyeing に よ る complex の 観 examine を line っ た. こ れ ら の - different VIPP1 - His で は, リ ン グ shape を の structure stability に 観 examine す る こ と が で き ず, rod-shaped お よ び globular の ヘ テ ロ な complex を form す る こ と が Ming ら か と な っ た. に, こ れ ら の - different を hold つ VIPP1 を VIPP1 - GFP と し て 発 now さ せ, シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ VIPP1 - variant の phase fill を try み た. Our は vipp1 - different が ホ モ の individual が have ら れ た こ と か ら, そ れ ぞ れ の - different は vipp1 low function を さ せ る も の の, phase す る こ と が で き た. Side, N terminal side の alpha ヘ リ ッ ク ス に ア ミ ノ acid - different を import し た individuals (N16I) で は the し い fertility 遅 delay を with っ て い た. Above の research に え, VIPP1 - GFP を 発 now す る シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ individual で, GFP - trap を with い た parsing を our line は っ た. こ の way に よ り 単 from し た チ ラ コ イ ド membrane か ら VIPP1 - GFP を points draw す る こ と が で き, sds-page に よ り several の タ ン パ ク qualitative が generated さ れ た. こ れ ら の タ ン パ ク qualitative に つ い て は, to year onwards, タ ン デ ム quality analysis に よ り with fixed を try み る. こ の technique of autologous は VIPP1 の refined に は optimum し て い な い こ と か ら, In the future, the In vivo で も ihs を タ グ に し た VIPP1 の 発 department を now beg す 検 る. Outside VIPP1 の membrane リ モ デ リ ン グ molecular と し て our は ダ イ ナ ミ ン others タ ン パ ク qualitative FZL の parsing も into め た. FZL - variant の electronic 顕 micromirror 観 examine か ら は chloroplast の グ ラ ナ ス タ ッ ク が wild-type に than べ slanting み が じ, ス ト ロ マ ラ メ ラ と の contact も unknown で あ る こ と か ら, FZL は グ ラ ナ マ ー ジ ン に bureau in し て グ ラ ナ の maintain に masato わ っ て い る こ と が in stopping さ れ た. こ れ ら の abnormal な チ ラ コ イ ド membrane に つ い て は, ト モ グ ラ フ ィ ー parsing に よ る 3 dimensional も into め, membrane structure abnormal の を confirm し た.

项目成果

Phos-tag を用いた葉緑体チラコイド膜におけるタンパク質リン酸化の解析

使用 Phos-tag 分析叶绿体类囊体膜中的蛋白质磷酸化

• 发表时间: 2021
• 作者: 加藤裕介

Structural basis for VIPP1 oligomerization and maintenance of thylakoid membrane integrity

• DOI: 10.1016/j.cell.2021.05.011
• 发表时间: 2021-07-08
• 期刊: CELL
• 影响因子: 64.5
• 作者: Gupta, Tilak Kumar;Klumpe, Sven;Engel, Benjamin D.
• 通讯作者: Engel, Benjamin D.

Suppression mechanism of early senescence phenotype in atg5 mutant by DPD1 mutation

DPD1突变对atg5突变体早衰表型的抑制机制

• 发表时间: 2023
• 作者: Tsuneaki Takami;Wataru Sakamoto
• 通讯作者: Wataru Sakamoto

Thylakogenesis: maintenance of thylakoid membrane architecture and integrity in Arabidopsis

类囊体发生：拟南芥类囊体膜结构和完整性的维持

• 发表时间: 2022
• 作者: Sakamoto;W.
• 通讯作者: W.

Maintenance of thylakoid membrane architecture and integrity in Arabidopsis.

拟南芥类囊体膜结构和完整性的维持。

• 发表时间: 2022
• 作者: Sakamoto;W.
• 通讯作者: W.