光環境変動により引き起こされる光化学系I複合体の動態の解析

光环境变化引起的光系统I复合体动力学分析

• 批准号: 07J07175
• 负责人: 高橋 拓子
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J07175/
• 关键词: クラミドモナス; 酸素発生型光合成電子伝達反応; ステート遷移; 光化学系I複合体; アンテナリモデリング; アンテナサイズ; リン酸化

ステート遷移は、光化学系I(PSI)とII(PSII)の間で励起エネルギーを再分配し、光合成を効率的に行う馴化機構として知られており、PSIIがより励起する条件ステート2では,PSIIの集光性複合体(LHCII)の一部であるモノマーLHCIIがPSIに移動・結合し、PSIのリモデリングを行っていると考えられる。19年度に得られた研究成果から、ステート2においてPSI-LHCIにモノマーLHCIIが結合して形成されるPSI-LHCI/II超分子複合体では、アンテナクロロフィルが20-30%増加していることが示唆された。20年度は、PSI-LHCI/II超分子複合体に結合するモノマーLHCIIの量比を求めるために以下の解析を行った。(1)モノマーLHCIIの結合によりアンテナクロロフィルが20-30%増加することが原理の異なる実験においても立証できるか検証した。(2)結合するモノマーLHCIIがPSI-LHCIの集光機能の増加に寄与するかを分光学的に解析した。(3)放射性同位元素14Cで全タンパク質をラベルし、PSI-LHCIあたりに結合するモノマーLHCIIの量比を求めた。(1)において、ウェスタン分析によりPSI-LHCI、PSI-LHCI/II画分におけるクロロフィル量あたりのPSIのタンパク量を求めると,PSI-LHCI/IIではPSI-LHCIの75-80%となり、モノマーLHCIIの結合によりアンテナクロロフィルの量は約30%増加していることが示唆された。さらに分光学的な解析により、PSIの反応中心P700あたりのクロロフィル数を求めると、PSI-LHCIでは277±8Chls/P700だったのに対し、PSI-LHCI/IIでは348±11Chls/P700となり、LHCHの結合によりアンテナクロロフィルは約30%増加していることが示された。これは、5-6コピーのモノマーLHCHサブユニットに相当すると考えられる。これらの結果により、ステート2において形成されるPSI-LHCI/II超分子複合体ではアンテナクロロフィルがPSI-LHCIに比べて約30%増加していることが、原理の異なる実験により示された。(2)において,PSI反応中心P700の光酸化の飽和の閃光強度依存性を調べると、モノマーLHCIIを結合しないPSI-LHCI標品では、PST-LHCI/II標品に比べてより強光下で飽和した。この結果から、ステート2でPSI-LHCIに結合するモノマーLHCIIは、PSIのアンテナとして機能していることが示された。(3)において、クラミドモナス野生株細胞の全タンパク質を放射性同位元素^<14>Cで標識し、PSI-LHCI/II標品を分画した。その後電気泳動によりポリペプチドを分離し、得られたオートラジオグラムからPSIあたりのモノマーLHCIIの量を求めると、PSIあたり5-6コピーであった。より正確な結論を得るため、電気泳動での分離条件の検討等行い現在も解析を続けている。これらの結果から、ステート2においてPSI-LHCI超分子複合体は5-6コピーのモノマーLHCIIが結合することにより、約1.3倍アンテナサイズが増加した。また、PSI-LHCIに結合するモノマーLHCIIは,PSIのアンテナとして機能していることが示された。これらの結果は、第13回クラミドモナス国際会議及び、第50回日本植物生理学会年会にて報告した。^<14>C標識によるタンパク質の定量実験のより正確な結果が出次第、論文を完成させて学術雑誌に投稿する予定である。

は ス テ ー ト migration, light chemistry I (PSI) と II (PSII) between の で wound up エ ネ ル ギ ー を redistribution し, photosynthetic を に line of the working rate う domesticated organization と し て know ら れ て お り, PSII が よ り wound up す る conditions ス テ ー ト 2 で は, PSII の set optical complex (LHCII) の a で あ る モ ノ マ ー LHCI IがPSIに mobile · combined with に, PSI リモデリ リモデリ グを グを line って ると ると test えられる. 19 year に ら れ た research か ら, ス テ ー ト 2 に お い て PSI - LHCI に モ ノ マ ー LHCII が combining し て form さ れ る PSI - LHCI/II supramolecular complexes で は, ア ン テ ナ ク ロ ロ フ ィ ル が raised し requirement by 20-30% て い る こ と が in stopping さ れ た. 20 year は, PSI - LHCI/II supramolecular complexes に combining す る モ ノ マ ー LHCII の than を o め る た め に line the following analytical を の っ た. (1) モ ノ マ ー LHCII の combining に よ り ア ン テ ナ ク ロ ロ フ ィ ル が raised す requirement by 20-30% る こ と が principle の different な る be 験 に お い て も testification で き る か 検 card し た. (2) combined with す る モ ノ マ ー LHCII が PSI - LHCI の concentrated function の raised with に send and す る か を points optical analytical し に た. (3) the radioactive isotopic element 14 c で full タ ン パ ク qualitative を ラ ベ ル し, PSI - LHCI あ た り に combining す る モ ノ マ ー LHCII の than を o め た. (1) に お い て, ウ ェ ス タ ン analysis に よ り PSI - LHCI, PSI - LHCI/II draw points に お け る ク ロ ロ フ ィ ル quantity あ た り の PSI の タ ン パ ク quantity を o め る と, PSI - LHCI/II で は PSI - LHCI の 75-80% と な り, モ ノ マ ー LHCII の combining に よ り ア ン テ The amount of ナ, ロロフィ and ロロフィ is approximately 30%. An increase of <s:1> て, る, とが and とが indicates された. さ ら に points of optical analytical に な よ り, PSI の 応 center P700 あ た り の ク ロ ロ フ ィ ル number を o め る と, PSI - LHCI で は 277 + 8 CHLS/P700 だ っ た の に し seaborne, PSI - LHCI/II で は 348 + 11 CHLS/P700 と な り, LHCH の combining に よ り ア ン テ Youdaoplaceholder0, ロロフィ, ロロフィ, ロロフィ, approximately 30% increase by <s:1>, て, る, る, とが show された. Youdaoplaceholder6 れ コピ, 5-6コピ, <s:1>, モノ, モノ,, LHCHサブユニットに is equivalent to すると test えられる. こ れ ら の results に よ り, ス テ ー ト 2 に お い て form さ れ る PSI - LHCI/II supramolecular complexes で は ア ン テ ナ ク ロ ロ フ ィ ル が PSI - LHCI に than べ て about 30% raised plus し て い る こ と が, principle の different な る be 験 に よ り shown さ れ た. (2) に お い て, PSI 応 center P700 の acidification の saturated の flash intensity dependence を light tones べ る と, モ ノ マ ー LHCII を combining し な い PSI - LHCI standard product で は, PST - LHCI/II standard product に than べ て よ り で under strong light saturation し た. こ の results か ら, ス テ ー ト で 2 PSI - LHCI に combining す る モ ノ マ ー LHCII は, PSI の ア ン テ ナ と し て function し て い る こ と が shown さ れ た. (3) に お い て, ク ラ ミ ド モ ナ ス wild plant cells の full タ ン パ ク quality を radioactive isotopic elements ^ < > 14 C で logo し, PSI - LHCI/II standard product を points draw し た. そ の electricity after bathing 気 に よ り ポ リ ペ プ チ ド し を separation, and ら れ た オ ー ト ラ ジ オ グ ラ ム か ら PSI あ た り の モ ノ マ ー LHCII の quantity め を o る と, PSI あ た り 5-6 コ ピ ー で あ っ た. Youdaoplaceholder0 よ correct な conclusion を obtain るため, electric movement で <s:1> separation conditions 検 検 are equal and feasible を続けて now よ analysis を続けて る る る る こ れ ら の results か ら, ス テ ー ト 2 に お い て PSI - LHCI supramolecular complexes は 5-6 コ ピ ー の モ ノ マ ー LHCII が combining す る こ と に よ り, about 1.3 times ア ン テ ナ サ イ ズ が raised plus し た. ま た, PSI - LHCI に combining す る モ ノ マ ー LHCII は, PSI の ア ン テ ナ と し て function し て い る こ と が shown さ れ た. The results of れら, reports of the 13th <s:1> ラ ラ ドモナス ドモナス ドモナス international conference and び, and the 50th annual meeting of the Japanese Society of Plant physiology にて た. ^ < > 14 C logo に よ る タ ン パ ク qualitative quantitative be の 験 の よ り な results が right out of time, the paper を complete さ せ て academic 雑 volunteers contribute に す る designated で あ る.

项目成果

ステート2において形成されるPSI-LHCI/II超分子複合体の生化学的解析

状态2形成的PSI-LHCI/II超分子复合物的生化分析

• 发表时间: 2007
• 作者: 高橋拓子;高橋裕一郎
• 通讯作者: 高橋裕一郎

Determination of antenna size of PSI-LHCI supercomplex associating CP26, CP29 and Lhcbm5 from Chlamydomonas cells locked in state 2

确定与锁定在状态 2 的衣藻细胞中的 CP26、CP29 和 Lhcbm5 相关的 PSI-LHCI 超复合体的天线尺寸

• 发表时间: 2008
• 作者: H. Takahashi;A. Okamuro;Y. Takahashi
• 通讯作者: Y. Takahashi

緑藻クラミドモナスにおけるステート2において形成されるPSI-LHCI/II超分子複合体の生化学的解析

绿藻衣藻中以 2 态形成的 PSI-LHCI/II 超分子复合物的生化分析

• 发表时间: 2009
• 作者: 高橋拓子;小澤真一郎;高橋裕一郎
• 通讯作者: 高橋裕一郎

Biochemical characterization of chrolophyll protein complexes from cells in state 1 and state 2 in Chlamydomonas reinhardtii

莱茵衣藻状态 1 和状态 2 细胞叶绿素蛋白复合物的生化特征

• 发表时间: 2007
• 作者: H Takahashi;M Iwai;J Minagawa;Y Takahashi
• 通讯作者: Y Takahashi

光合成研究法4. タンパク質複合体の単離a. 系I複合体の精製法

光合作用研究方法 4. 蛋白质复合物的分离 a. 系统 I 复合物的纯化方法

• 发表时间: 2008
• 期刊: 低温科学 67
• 作者: 高橋裕一郎;見玉なつ美;高橋拓子
• 通讯作者: 高橋拓子