光合成酸素発生反応の分子機構に関する研究

光合析氧反应分子机制研究

• 批准号: 18770029
• 负责人: 水澤 直樹
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18770029/
• 关键词: 植物生理; シアノバクテリア; 光合成; 光化学系II; 酸素発生; Mnクラスター; 脂質; 配位子

形質転換が容易で、酸素発生型光合成をおこなうシアノバクテリアSynechocystis6803株を用いて以下の研究をおこなった。1.光化学系IIの構造と機能についての解析光誘起差FTIR差スペクトル等の物理化学的手法を用いて酸素発生触媒中心Mnクラスターの構造を解析するために、無傷な光化学系II(PSII)複合体を高度に精製する方法を確立した。まずPSIIの構成蛋白質の1つであるCP47蛋白質C末端にヒスチジンタグを変異導入し、ニッケルカラムを用いてPSIIを粗精製した。次に、これをグリセロール密度勾配遠心で二量体と単量体のPSIIに分離することに成功した。二量体は単量体に比べ高い酸素発生活性を示すことからFTIRの解析に適する高活性型PSIIであることがわかった。2.光化学系IIに結合する脂質の機能についての解析昨年度に引き続き光化学系IIの構成脂質の1つであるジガラクトシルジアシルグリセロール(DGDG)の酸素発生反応における機能を解析した。これまでDGDG合成欠損変異株は、弱光下では野生株と増殖する速度が同じであり、DGDGの生理的意義が不明であった。今年度、強光下で変異株のみが特異的に増殖が抑制され最終的には白化することを見出した。蛋白質合成阻害剤存在下で細胞を強光処理すると、野生株に比べ、変異株で有意に酸素発生の光失活が速く進行することから、変異株ではMnクラスターが不安定化しており光処理により解離しやすいことが示唆された。また蛋白質合成阻害剤を加えない場合、野生株と変異株間で光失活速度の差がさらに大きくなることから、変異株ではPSII複合体の修復機能にも異常があることがわかった。以上の結果から、SynechocystisにおいてDGDGはMnクラスターの安定化と円滑なPSIIの修復に重要な役割を果たしていることが示唆された。

It is easy to change the morphology and quality, and the acid-induced photosynthesis type Synechocystis 6803 strain is used for the following research. 1. The structure and function of the Department of Photochemistry II is a physical and chemical method for analyzing light-induced differences, FTIR differences, and so on, and the use of acidic acid catalysts The structure of the central Mn system was analyzed and the non-injured Photochemistry Department II (PSII) complex was highly refined and the method was established. The C-terminal protein of CP47 protein composed of まずPSII is introduced into the protein C-terminal にヒスチジンタグを変, and the ニッケケルカラムを is crudely refined using いてPSII. The secondary density and the density matching of the telecentric two-dimensional body and single-dimensional body PSII were successfully separated. The two-dimensional body and the single-body body have higher activity than the acidic element and the FTIR analysis is suitable for the highly active PSII type. 2. Analysis of the functions of lipids in the Department of Photochemistry II and the analysis of the functions of lipids in the Department of Photochemistry II last year 1つであるジガラクトシルジアシルグリセロール (DGDG) の acid element 発生濜における Function を した. The synthesis of DGDG does not damage different strains, the reproduction speed of wild strains under low light is the same, and the physiological significance of DGDG is unknown. This year, under strong light, the specific reproduction of the different strains was inhibited, and the final whitening was seen. In the presence of protein synthesis inhibitors, cells are treated with strong light, wild strains are better than wild strains, and heterogeneous strains are produced with intentional acid and light inactivation is accelerated. Line することから, 剉different strains of ではMnクラスターが unstabilized しており light treatment により dissociation しやすいことが时憆された. In the case where protein synthesis inhibitors are added, there is a large difference in photoinactivation speed between wild strains and different strains.くなることから、剉different strain では PSII complex repair function にも abnormal があることがわかった. The result of the above is から、SynechocystisにおいてDGDGはMnクラスターIt is important to stabilize the PSII and repair it.

项目成果

Effects of the lack of phosphatidylglycerol on the donor side of photosystem II

缺乏磷脂酰甘油对光系统 II 供体侧的影响

• 发表时间: 2007
• 期刊: Plant Physiology 144
• 作者: 本瀬宏康;富永るみ;和田拓治;酒井達也;杉山宗隆;渡辺雄一郎;Yukie Oguchi;Sayaka Masada;Sayaka Masada;Fatma Pinar Sahin;紙本 宜久;士反 伸和;Ayako Tsuruga;加藤 革己;山下 裕美;城山 正喜;大口 幸恵;山下 裕美;士反 伸和;政田 さやか;寺坂 和祥;Ujihara Tetsuro;Sakurai Isamu
• 通讯作者: Sakurai Isamu

Hisタグを付加したサブユニットを発現する組替え体を用いた簡便なPSI精製

使用表达 His 标记亚基的重组体进行简单的 PSI 纯化

• 发表时间: 2008
• 作者: 本瀬宏康;富永るみ;和田拓治;酒井達也;杉山宗隆;渡辺雄一郎;Yukie Oguchi;Sayaka Masada;Sayaka Masada;Fatma Pinar Sahin;紙本 宜久;士反 伸和;Ayako Tsuruga;加藤 革己;山下 裕美;城山 正喜;大口 幸恵;山下 裕美;士反 伸和;政田 さやか;寺坂 和祥;Ujihara Tetsuro;Sakurai Isamu;Sakurai Isamu;水澤 直樹;久保田 寿子
• 通讯作者: 久保田 寿子

Role of phosphatidylglycerol in oxygen-evolving complex of photosystem II

磷脂酰甘油在光系统 II 放氧复合物中的作用

• 发表时间: 2007
• 作者: 本瀬宏康;富永るみ;和田拓治;酒井達也;杉山宗隆;渡辺雄一郎;Yukie Oguchi;Sayaka Masada;Sayaka Masada;Fatma Pinar Sahin;紙本 宜久;士反 伸和;Ayako Tsuruga;加藤 革己;山下 裕美;城山 正喜;大口 幸恵;山下 裕美;士反 伸和;政田 さやか;寺坂 和祥;Ujihara Tetsuro;Sakurai Isamu;Sakurai Isamu;水澤 直樹;久保田 寿子;Mizusawa Naoki
• 通讯作者: Mizusawa Naoki

Digalactosyldiacylglycerol is required for stabilization of the oxygen-evolving complex in photosystem II

光系统 II 中的放氧复合物的稳定需要二半乳糖基二酰基甘油

• 发表时间: 2007
• 期刊: Plant Physiology 145
• 作者: 本瀬宏康;富永るみ;和田拓治;酒井達也;杉山宗隆;渡辺雄一郎;Yukie Oguchi;Sayaka Masada;Sayaka Masada;Fatma Pinar Sahin;紙本 宜久;士反 伸和;Ayako Tsuruga;加藤 革己;山下 裕美;城山 正喜;大口 幸恵;山下 裕美;士反 伸和;政田 さやか;寺坂 和祥;Ujihara Tetsuro;Sakurai Isamu;Sakurai Isamu
• 通讯作者: Sakurai Isamu

Roles of digalactosyldiacylglycerol in photosynthesis

双半乳糖基二酰基甘油在光合作用中的作用

• 发表时间: 2007
• 作者: 本瀬宏康;富永るみ;和田拓治;酒井達也;杉山宗隆;渡辺雄一郎;Yukie Oguchi;Sayaka Masada;Sayaka Masada;Fatma Pinar Sahin;紙本 宜久;士反 伸和;Ayako Tsuruga;加藤 革己;山下 裕美;城山 正喜;大口 幸恵;山下 裕美;士反 伸和;政田 さやか;寺坂 和祥;Ujihara Tetsuro;Sakurai Isamu;Sakurai Isamu;水澤 直樹;久保田 寿子;Mizusawa Naoki;水澤 直樹;久保田寿子;Mizusawa Naoki
• 通讯作者: Mizusawa Naoki