光ストレス下での葉緑体チラコイド膜の構造変化と動態解析

光胁迫下叶绿体类囊体膜的结构变化及动态分析

• 批准号: 24570053
• 负责人: 山本 泰
• 金额: $ 3.49万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-24570053/
• 关键词: 光合成; 光化学系II; 光ストレス; タンパク質凝集; 葉緑体チラコイド膜; 電子顕微鏡; 膜流動性; 地球温暖化; チラコイド膜; 熱ストレス; 生体膜構造; 生体膜動態; 国際情報交換（ハンガリー，チェコ）

過剰な光照射が葉緑体の光化学系IIに与える影響をin vitro解析と生葉を用いての葉緑体チラコイド膜の電子顕微鏡観察で調べた。まず，強光照射したホウレンソウ葉緑体チラコイド膜で，77Kクロロフィル蛍光スペクトルの波形分析を行い，光化学系 IIおよび光化学系 Iに含まれる各クロロフィルタンパク質の示す蛍光強度の変化を調べた。その結果，タンパク質の凝集に伴う特異的な低温クロロフィル蛍光成分の変化を見いだした。また，強光照射した葉緑体チラコイド膜で，SDS/urea-PAGEとWestern分析を行い，実際にD1の損傷とCP43との架橋，LHCIIの架橋を確認した。次に葉緑体チラコイド膜で，蛍光試薬ジフェニルヘキサトリエンを用いて蛍光の偏光解消の測定を行い，強光照射に伴うチラコイド膜の流動性の変化を見た。その結果，強光照射でチラコイド膜の流動性が増加することが分かった。更に，ホウレンソウの葉を予め過剰な光で照射しておくと，その後の強光照射で過剰な光エネルギーを熱として逃す能力（非化学的消光NPQ）が一時的に増加することが分かった。それと同時に光化学系 IIの活性も一時的に増加した。これは，前照射で葉緑体チラコイド膜に強光に備える準備ができることを示唆している。前照射の光強度強がすぎると，D1の損傷やD1とCP43の架橋，LHCII同士の架橋が進み，NPQも光化学系 II活性も低下した。ホウレンソウ葉に強光照射した後のチラコイド膜の重層構造の変化を透過型電子顕微鏡で調べた結果，強光照射でグラナの周縁部が外側に湾曲することが分かった。これは光ストレスで損傷を受けたD1タンパク質が分解除去されやすいよう，グラナ周縁部の面積を広げたためと考えられる。

In the Department of Photochemistry (II) and Microwave Imaging (in vitro), the photochemical system was used to analyze the photochemical properties of the thin film micrograph. The system of photochemistry (II), photochemistry (I), photochemistry, photochemistry, photochemistry The results of the experiment showed that the agglutination was accompanied by a special low temperature temperature. The light composition was changed. Strong light is used to illuminate the film, SDS/urea-PAGE Western analysis, LHCII, D1, LHCII, and so on. In order to determine the performance of the film, the strong light is used to measure the flow properties of the film. The results showed that the strong light irradiation increased the flow rate of the membrane. More importantly, it is necessary to increase the intensity of light exposure, and then to increase the intensity of light that exceeds the emission threshold (non-chemical extinction NPQ) at the same time. At the same time, the photochemistry system increases the activity of II. In front of the camera, the front radiation system is used to highlight the film and prepare to show that it is instigated. Before irradiation, the intensity of light was enhanced and the activity of II in the photochemistry department of NPQ was lower than that of the photochemistry department of NPQ. After the exposure of high intensity light, the thin film was used to analyze the results of the transmission electron microscope. the high light was used to illuminate the external bay curve in the ambient area. This is the first time that the light has been decomposed and removed by D1. This is the first time to get rid of the problem, and then to get rid of it.

项目成果

光化学系IIのquality control：高温や強光ストレスがホウレンソウチラコイド膜と光化学系II膜で脂質過酸化を引き起こす

光系统II的质量控制：高温和强光胁迫导致菠菜类囊体膜和光系统II膜中的脂质过氧化。

• 发表时间: 2012
• 作者: Yvert G;Ohnuki S;Nogami S;Imanaga Y;Fehrmann S;Schacherer J. Ohya Y.;清水厚志;Y. Yamamoto et al.;Y. Yamamoto et al.;Tiffanie Chan;Y. Yamamoto;M. Nishimura;難波大介・西村美保・大庭千加子・坂本浩隆・村田和義・高木孝士・山本 泰;石川朋美・堀遥香・西村美保・山本泰;西村（吉岡）美保・難波大介・森田典子・山本 泰;難波大介・西村（吉岡）美保・坂本浩隆・村田和義・山本 泰;谷中賀翔・西村（吉岡）美保・山本 泰
• 通讯作者: 谷中賀翔・西村（吉岡）美保・山本 泰

光化学系IIのquality control：電子顕微鏡を用いた光ストレス下のホウレンソウ葉緑体のグラナチラコイド膜構造の観察

光系统质量控制II：光胁迫下菠菜叶绿体的粒类膜结构观察

• 发表时间: 2013
• 作者: Yvert G;Ohnuki S;Nogami S;Imanaga Y;Fehrmann S;Schacherer J. Ohya Y.;清水厚志;Y. Yamamoto et al.;Y. Yamamoto et al.;Tiffanie Chan;Y. Yamamoto;M. Nishimura;難波大介・西村美保・大庭千加子・坂本浩隆・村田和義・高木孝士・山本 泰
• 通讯作者: 難波大介・西村美保・大庭千加子・坂本浩隆・村田和義・高木孝士・山本 泰

Quality control of Photosystem II: Action of FtsH proteases under light stress

光系统 II 的质量控制：FtsH 蛋白酶在光胁迫下的作用

• 发表时间: 2012
• 作者: M. Nishimura;D. Namba and Y. Yamamoto
• 通讯作者: D. Namba and Y. Yamamoto

Quality control of PSII: behavior of PSII in the highly crowded grana thylakoids under excessive light.

• DOI: 10.1093/pcp/pcu043
• 发表时间: 2014-07
• 期刊: Plant & cell physiology
• 影响因子: 4.9
• 作者: Yamamoto Y;Kai S;Ohnishi A;Tsumura N;Ishikawa T;Hori H;Morita N;Ishikawa Y
• 通讯作者: Ishikawa Y

Localization and activation of the FtsH proteases in the thylakoid membranes under light stress

光应激下类囊体膜中 FtsH 蛋白酶的定位和激活

• 发表时间: 2013
• 作者: Yvert G;Ohnuki S;Nogami S;Imanaga Y;Fehrmann S;Schacherer J. Ohya Y.;清水厚志;Y. Yamamoto et al.;Y. Yamamoto et al.;Tiffanie Chan;Y. Yamamoto;M. Nishimura
• 通讯作者: M. Nishimura