Isolation and characterization of Photosystem II subcomplexes from photosynthetic mutants of cyanobacteria.

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本研究の目的は遺伝子工学的解析のしやすいSynechocystis PCC 6803から生化学的解析に耐える光化学系II複合体を単離する方法を開発し,また複合体のアセンブリ中間体を検出することである.平成5年度はまずこの目的に適した変異体と考えられるpsbI欠失変異体を作成した.psbI遺伝子がコードするPSII-Iタンパク質は光化学系II反応中心に強く結合しているがその機能は判明していない.今回,この遺伝子をSynechocystisからクローニングしその欠失変異体を作成したところ,光化学系II活性は失われなかったが,増殖速度などに影響がみられた.これが系II複合体の安定度,アセンブリ過程などの変化によるのではないかと考え,その欠失変異体のチラコイド膜から系II複合体を単離する条件を検討した.チラコイド膜を密度勾配遠心法で分画後,ドデシルマルトシドで可溶化し,MonoQカラムを用いて系II複合体が原理的に単離できることが明らかになった.現在,この方法を改良中である.また,psbA遺伝子欠失株,psbL遺伝子欠失株については,ドデシルマルトシド可溶化後のショ糖密度勾配遠心法により系II複合体のアセンブリ過程を検討した.D1タンパク質が存在しないpsbA変異株では,他の系IIタンパク質は多量に存在しているにもかかわらず複合体を形成していなかった.一方,psbL変異株では系IIタンパク質の約半分が複合体を形成していたが,CP43の多くは複合体から解離していた.この結果はD1やPSII-Lタンパク質が系II複合体のアセンブリに重要な役割を果たしていることを示している.