形質転換体を用いた光化学系II反応中心"P680"の高電位形成の解析

使用转化体分析光系统II反应中心“P680”的高电位形成

• 批准号: 14740444
• 负责人: 鞆 達也
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Nihon University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14740444/
• 关键词: 光合成; 光化学系; 反応中心

光化学系IIの最大の特徴は水を分解し酸素を発生させることにある。そのためには、反応中心P680の酸化還元電位が水より高いことが必須となる。また、この光化学系IIは非常に代謝回転が高いことが知られている。これは、光化学系IIに過剰な光が照射されたとき、光化学系IIを速やかに分解し、合成することが光に対する耐性を高めることより有利に働くことに起因すると思われる。この分解はどういったメカニズムで生じるか議論の的であった。我々はこの分解の経路が2つの異なったpathwayで生じることを見いだし報告した。光化学系IIの機能を解明するには、分子生物学的手法も大きなウエイトを占める。しかし、高等植物において光化学系の遺伝子改変は困難であるため、我々は形質転換可能な緑藻であるクラミドモナスから光化学系IIの簡便な単離精製法を開発した。光化学系IIの集光性タンパク質であるCP47タンパク質にヒスチジンタグを導入することにより、簡易な方法で光化学系IIの精製が可能となった。また、機能解析の基本情報となるものはタンパク質の立体構造である。この構造を原子レベルで解析可能になれば、各補欠分子の詳細な相互作用があきらかになる。しかし、膜タンパク質であるが故に結晶化には確立した方法が存在せず、無数の条件を振って試行錯誤せねばならないのが結晶化の現状である。本報告では、良好な結晶作成に必須な溶解度曲線を二光束干渉計を用いて簡便に測定する方法を開発した。この方法を利用して、光化学系IIの結晶作成を行う予定である。また、昨年に引き続き反応中心近傍のアミノ酸を改変した異性株からの光化学系II反応中心の物理化学的測定を行った。さらに、反応中心の色素を既存のクロロフィルa以外の色素に置換する研究も併せて行っている。クロロフィル置換により、あらたな分光極大が形成され、P680近傍の機能が解明されるものと期待する。

In the Department of Photochemistry, Class II, the maximum <s:1> characteristic is that water を decomposes <s:1> acids を, resulting in させる させる とにある とにある. Youdaoplaceholder0 ために ために となる, anti-応 center P680, <s:1> acidified reducing potential が water よ high とが とが とが とが とが must となる. The また and <e:1> of the department of <s:1> photochemistry II に are very に metabolized back to 転が high <s:1> とが とが knowledge られて る る る. こ れ は, light chemistry II に turning な が sunlight さ れ た と き, light chemistry II を speed や か し に decomposition, synthesis す る こ と が light に す seaborne る high patience を め る こ と よ り favorable に 働 く こ と に cause す る と think わ れ る. Youdaoplaceholder3 であった decomposition of う う ったメカニズムで ったメカニズムで students じる discuss the であった of であった. I 々, 々, <e:1>, decomposed the <s:1> pathway が2, だ, なったpathwayで students じる, とを, とを see the <s:1> だ report た. The functions of the second class of the Department of Photochemistry are を explained するに するに, and the techniques of molecular biology are なウエ なウエ トを and める. し か し, higher plants に お い て light chemistry の heritage 伝 child change - は difficult で あ る た め, I 々 は form quality planning in May な algae で あ る ク ラ ミ ド モ ナ ス か ら light simple chemistry II の な 単 is refined method を 発 し た. Light light chemistry II の sets タ ン パ ク qualitative で あ る CP47 タ ン パ ク qualitative に ヒ ス チ ジ ン タ グ を import す る こ と に よ な り, simple and easy methods で light chemistry II の refined が may と な っ た. Youdaoplaceholder0, functional analysis, basic information, となる また, タ, タ, パ, three-dimensional structure of wood, である. <s:1> <s:1> structure を atoms レベ で で で analysis possible になれば, detailed な interactions of each complementing molecule <e:1> があ ら ら になる になる. し か し, membrane タ ン パ ク qualitative で あ る が so に crystallization に は establish し た が exist せ ず, countless の vibration condition を っ て pilot error せ ね ば な ら な い の が crystallization status の で あ る. This report で は, good crystallization な に must consummate な solubility curve を dry を involved meter with two beam い て simple に determination す る method を open 発 し た. The <s:1> <s:1> method を uses て て and photochemical grade II crystals to prepare を rows う predetermined である. ま た, yesterday に lead き 続 き anti 応 center near alongside の ア ミ ノ acid を change - し た heterosexual strains か ら の light chemistry II against の 応 center line of physical and chemical measurement を っ た. さ ら に, anti 応 center の pigment を existing の ク ロ ロ フ ィ ル outside a の pigment に replacement す る も and せ て line っ て い る. ク ロ ロ フ ィ ル replacement に よ り, あ ら た な spectral greatly が form さ れ, P680 nearly alongside の functional が interpret さ れ る も の と expect す る.

项目成果

Mizusawa N, Tomo T, Satoh K, Miyao M: "Degradation of the Dl protein of photosystem II under illumination in vivo : Two different pathways involving cleavage or intermolecular cross-linking"BIOCHEMISTRY. 42. 10034-10044 (2003)

Mizusawa N、Tomo T、Satoh K、Miyao M：“体内光照下光系统 II 的 D1 蛋白的降解：涉及裂解或分子间交联的两种不同途径”生物化学。

K.Nakazato, T., Ichimura, T.Tomo: "Direct observation of the surface topology of two-dimensional crystal of photosystem II subcore complex by atomic microscopy"Proceeding of the Institute of Natural Sciences, Nihon University. 37. 201-207 (2002)

K.Nakazato, T.，Ichimura, T.Tomo：“通过原子显微镜直接观察光系统 II 子核复合体二维晶体的表面拓扑”日本大学自然科学研究所学报。

Takehiro Suzuki, Jun Minagawa, Tatsuya Tomo, Kintake Sonoike, Hisataka Ohta, Isao Enami: "Binding and functional properties of the extrinsic proteins in oxygen-evolving Photosystem II complex from a green alga, Chlamydomonas reinhardtii having His-tagged

Takehiro Suzuki、Jun Minakawa、Tatsuya Tomo、Kintake Sonoike、Hisataka Ohta、Isao Enami：“来自绿藻、带有 His 标记的莱茵衣藻的释氧光系统 II 复合体中外在蛋白的结合和功能特性

Katsuyoshi Nakazato, Tomoko Homma, Tatsuya Tomo: "Rapid solubility measurement of protein crystals as a function of precipitant concentration with micro-dialysis cell and two-beam interferometer"Journal of Synchrotron Radiation. 11. 34-37 (2004)

Katsuyoshi Nakazato、Tomoko Homma、Tatsuya Tomo：“使用微透析池和两束干涉仪快速测量蛋白质晶体的溶解度与沉淀剂浓度的关系”同步辐射杂志。