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形質転換緑藻クラミドモナスを用いた、光合成集光アンテナ複合体の光適応機能の解明

使用转化的绿藻衣藻阐明光合光捕获天线复合体的光自适应功能

基本信息

批准号：
06J04526
负责人：
岩井優和
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

植物は光環境変化に適応する際、葉緑体チラコイド膜の集光アンテナタンパク質(LHCH)を光化学系(PS)IIからPSIへ再分配している(ステート遷移)と考えられているがその詳細は未だ明らかではない。本年度はこれまでに行ってきたPSI超複合体(PSIにLHCIIが結合)とPSII超複合体(PSIIにLHCIIが結合)のステート遷移によるタンパク質複合体構造変化の解析について、以下のようにまとめた。1)前年度は野生型のチラコイド膜をトライデシルマルトシドで可溶化し、ショ糖密度勾配遠心によってPSI超複合体を精製を行ったが、今年度は3種類の変異体(PSI-less,PSII-less,シトクロムb6f-less)を用いて、PSI超複合体の精製と解析を行った。その結果、LHCIIがシトクロムb6f複合体とFNRタンパク質をPSIに結合させるのに必須であることが示唆された。このようなタンパク質超複合体は光合成系サイクリック電子伝達に関与していると考えられている。この新たに精製されたタンパク質超複合体については、原著論文として投稿予定である。2)前年度まで行っていたPSII超複合体の精製・解析をまとめ、更にPSII超複合体の構造変化をタンパク質粒子として電子顕微鏡で捉えることに成功した。その成果はThe Plant Cellに受理・掲載された。3)前年度から開始した蛍光寿命イメージング共焦点顕微鏡を用いたステート遷移の生体リアルタイムイメージング解析をまとめた。まず、顕微鏡上でのステート遷移の誘導法(467/720nm光照射による誘導)を確立し、観察条件と蛍光寿命解析条件(時間相関単一光子計測法)の検討を行った。その結果、LHCIIがPSIIから外れていく様子をクロロフィル蛍光寿命の時空間的変化として捉えることに成功した。生きた細胞でのステート遷移の時空間的変化を観察したのはこれが初めてであり、これについては原著論文として投稿予定である。本研究プロジェクトにより、これまで直接明らかではなかった、「ステート遷移によるLHCIIのPSIIからPSIへの移動」を生化学的に解明し、更にリアルタイム生体イメージングによっても明らかとなった。そのようなチラコイド膜内のタンパク質の移動はステート遷移以外の生体現象に関わっていると考えられ、チラコイド膜構造とそれらタンパク質の制御との関係を明らかにする必要がある。

Plant light environment changes when the chloroplast is in the process of light concentration, the chloroplast membrane (LHCH), the photochemical system (PS)II PSI redistribution, the chloroplast migration, and the chloroplast repartition. This year, the PSI supercomplex (PSI and LHCII) and PSII supercomplex (PSII and LHCII) were analyzed for structural transformation of PSI supercomplex and PSII supercomplex. 1)In the past year, the purification and analysis of PSI supercomplexes were carried out in the wild type and in the wild type. In this year, the purification and analysis of PSI supercomplexes were carried out in three different types (PSI-less,PSII-less, and PSII-less). As a result, the LHCII complex and the FNR complex are required to bind to PSI. The Photosynthetic System of the Mass Supercomplex This new paper is refined and submitted to the quality supercomplex. 2)In the past year, the purification, analysis and structural transformation of PSII supercomplexes have been successfully carried out by electron microscopy. The results of The Plant were received and published. 3)The last year began with a confocal microscope. The induction method of temperature migration on micromirrors (induction by 467/720nm light irradiation) was established, and the observation conditions and the analysis conditions of optical lifetime (time-dependent single-photon measurement method) were discussed. As a result, LHCII is successful in the transformation of time and space. The change of time and space of the cell migration is observed. In this study, we investigated the biological mechanism of LHCII and PSII migration, and discussed the mechanism of LHCII and PSII migration. A study of the relationship between the structure of the membrane and the control of the mass in the membrane is necessary.