チラコイド膜光化学系II反応中心タンパク質の光分解とその修復機構

类囊体膜光系统II反应中心蛋白的光降解及其修复机制

• 批准号: 62621505
• 负责人: 浅田 浩二
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1987
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1987 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-62621505/
• 关键词: 光合成; 酵素; 活性酸素; Q_B結合タンパク質; 光障害; プラストキノン; アフィニティークロマトグラフィー; 除草剤

光化学系IIのQ_B結合タンパク質は他のチラコイド膜タンパク質に比べて強い光の中では寿命が短く分解され低分子化するが速やかな生合成によって修復されている. 本研究では光化学系II活性の阻害の原因となる活性分子を明らかにしタンパク質分解の分子機構について調べた. 光化学系II活性の強光阻害は嫌気条件下でさらに促進された. 全く電子滋養体のないときには光障害は大きく, タンパク質の損傷が活性酸素だけではなく励起3重項分子などによっても生ずることを示唆する. しかし1%酸素は光失活の抑制効果があることを本実験で認めた. 1%の酸素が電子受容体として反応中心分子にできたラジカルを消去しQ_B結合タンパク質の損傷を抑えている. 嫌気条件下の阻害ではクロロフィルの蛍光は高くなり活性酸素による阻害で見られる蛍光の消光とは明かに異なる別の阻害機構がある. Q_B結合タンパク質の光分解はいずれの阻害の場合にも活性の低下との相関がなくタンパク質の分解はアミノ酸残基の酸化などによる失活に欠ぐ現象であった. 光損傷の分子機構を明らかにするためにはQ_B結合タンパク質の単離法が必須である. 光化学系II膜のSDS-リシルエンドペプチダーゼ処理後TSK-ゲルP3000SWを用いた高速ゲル濾過によりQ_B結合タンパク質の精製法を確立した. 単離されたタンパク質は265nmに吸収ピークを示しプラストキノンを少なくとも2分子結合していることを初めて実証した. D2タンパクもC末とN末の一部を失った28KDaのペプチド断片として得られた. プラストキノンの結合は認められなかったがコムギからはフェオフィチンを結合したD2タンパクが得られその抗体は34KDaのD2タンパクと反応し28KDaペプチドはD2の一部であることが証明された. さらに, アトラジン誘導体のアフィニティーカラムを用いるQ_B結合タンパク質の1ステップ分離法を開発した. この単離法によりほとんど自然な状態に近いQ_B結合タンパク質が得られた.

Light chemistry II の Q_B combining タ ン パ ク qualitative は he の チ ラ コ イ ド membrane タ ン パ ク qualitative に than べ て strong い light の で は が short life く decomposition さ れ low molecular chemical す る が speed や か な biosynthesis に よ っ て repair さ れ て い る. This study で は light chemistry II activity の resistance against の reason と な る reactive molecules を Ming ら か に し タ ン パ ク の molecular mass decomposition institutions に つ い て adjustable べ た. の light chemistry II activity under the condition of strong resistance against は suspicion 気 で さ ら に promote さ れ た. All く electronic nourish body の な い と き に は light handicap of は big き く, タ ン パ ク qualitative の damage が acid active element だ け で は な く wound up 3 molecular weight item な ど に よ っ て も raw ず る こ と を in stopping す る. し か し 1% acid element は deactivation の inhibition of unseen light fruit が あ る こ と を this be 験 で recognize め た. 1% の acid element が electronic by the capacity of body と し て anti 応 center molecules に で き た ラ ジ カ ル を elimination し Q_B combining タ ン パ ク qualitative の damage を え suppression て い る. Too 気 の resistance under the condition of pollution で は ク ロ ロ フ ィ ル の 蛍 high light は く な り acid active element に よ る resistance against で see ら れ る 蛍 の light extinction と は Ming か に different な る don't の resistance against institutions が あ る. Q_B combining タ ン パ ク qualitative の photolysis は い ず れ の resistance against の occasions に も active low の と の phase masato が な く タ ン パ ク qualitative の decomposition は ア ミ ノ acid residues の acidification な ど に よ る inactivation に owe ぐ phenomenon で あ っ た. The molecular structure of light damage is を, ら にするために, にするために, Q_B, combined with タ, <s:1>, パ, and the 単 dissociation method が must である. Light chemistry II membrane の SDS - リ シ ル エ ン ド ペ プ チ ダ ー ゼ 処 Richard TSK - ゲ ル P3000SW を with い た high-speed ゲ ル filtration に よ り Q_B combining タ ン パ ク qualitative を の refining method established し た. 単 from さ れ た タ ン パ ク qualitative は 265 nm に suction 収 ピ ー ク を shown し プ ラ ス ト キ ノ ン を less な く と も 2 molecules し て い る こ と を early め て card be し た. D2 タ ン パ ク も と N at the end of the C の a を っ loss at the end of the 28 kda た の ペ プ チ ド fragment と し て must ら れ た. プ ラ ス ト キ ノ ン の combining は recognize め ら れ な か っ た が コ ム ギ か ら は フ ェ オ フ ィ チ ン を combining し た D2 タ ン パ ク が have ら れ そ の antibody は 34 kda の D2 タ ン パ ク と anti 応 し 28 kda ペ プ チ ド は D2 の a で あ る こ と が prove さ れ た. さ ら に, ア ト ラ ジ ン inductor の ア フ ィ ニ テ ィ ー カ ラ ム を with い る Q_B combining タ ン パ ク の 1 ス テ ッ プ separation を open 発 し た. こ の 単 from method に よ り ほ と ん ど natural state な に nearly い Q_B combining タ ン パ ク qualitative が must ら れ た.

项目成果

Takahashi,Masa-aki: Archieves of Biochemistry and Biophysics.

高桥正明：生物化学和生物物理学档案。

Takahashi, Masa-aki: Plant and Cell Physiology. 29. 109-116 (1988)

高桥正明：植物和细胞生理学。

Asada,Kozi: "Photoinhibition" Elsevier Publishing Co., 61 (1987)

Asada,Kozi：《光抑制》Elsevier Publishing Co., 61 (1987)

Mano, Junichi: Biochemistry. 26. 2495-2501 (1987)

马诺纯一：生物化学。