葉緑体ステート遷移にともなう光化学系超複合体の構造変化

与叶绿体状态转变相关的光系统超复合体的结构变化

• 批准号: 21570031
• 负责人: 皆川 純
• 金额: $ 3.24万
• 依托单位: National Institute for Basic Biology (2010-2011)Hokkaido University (2009)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21570031/
• 关键词: 光合成; 葉緑体; 緑藻; 環境適応

本研究は,ステート遷移に伴なう光化学系IIおよび光化学系I超複合体の構造変化を明らかにすることを目的として行っている.本年度は,まずステート遷移前の無傷の光化学系I-LHCI超複合体の構造を決定した.まず,緑藻クラミドモナスのチラコイド膜可溶化条件を比較検討した上で,可溶化チラコイド膜をショ糖密度勾配超遠心法により分離し,得られた光化学系I-LHCI画分を酢酸ウラニルによってネガティブ染色した.単粒子解析の結果,8個のLHCIが結合した巨大な光化学系I-LHCI超複合体が確認された.ホウレンソウやシロイヌナズナなどの高等植物の光化学系I超複合体の構造は電子顕微鏡を用いた単粒子解析により報告されてきた.これまでの報告によると,高等植物では,単量体のLHCIが片側にのみ4個,片寄った形で結合した構造が観察されている一方,緑藻クラミドモナスでは4個以上のLHCIが結合されることが知られていたが,その構造は明らかではなかった.今回,改良された可溶化条件によるクラミドモナス標品において,高等植物で4個のLHCIが結合している部分のさらに外側に4個のLHCIが結合していることがわかり,緑藻の光化学系Iは,二重の半円状の集光アンテナ構成をとることが明らかとなった.緑藻がなぜ大きなステート遷移能力を示すのか,というより本質的な問題へアプローチする上で,基礎的な知見が得られたことになる.また,同じ微細藻類でありながら異なるステート遷移能力を示す珪藻タラシオシラやプラシノ藻オストレオコッカスなどのモデル微細藻類の光化学系Iの構造も単粒子解析も進めている

In this study, the structural transformation of photochemical system II and photochemical system I supercomplexes was studied. This year, the structure of the I-LHCI supercomplex was determined by the photochemical system without damage before the migration. After comparing the solubilization conditions of green algae, the solubilization conditions of green algae were studied. The solubilization conditions of green algae were separated by supercenter method of sugar density matching. The photochemical system I-LHCI was obtained. As a result of single particle analysis, 8 LHCI complexes were identified. The structure of photochemistry system I supercomplex of higher plants was studied by electron microscopy. In higher plants, there are four LHCI in a single cell, and four LHCI in a single cell. In this paper, the improved solubilization conditions for the standard sample, higher plants, four LHCI combined, four LHCI combined, four LHCI combined Green algae have a large number of migration capabilities, and the nature of the problem is not clear. The structure and particle analysis of photochemical system I of microalgae are carried out in order to show the migration ability of microalgae.

项目成果

電子顕微鏡構造解析が明らかにした緑藻クラミドモナスPSII-LHCII超複合体の構造

电子显微镜结构分析揭示绿藻衣藻 PSII-LHCII 超复合物的结构

• 发表时间: 2010
• 作者: 加藤信泰;得津隆太郎;皆川純
• 通讯作者: 皆川純

Imaging state-transitions visualized energy-dissipative hght-harvesting complexes in photosynthesis

对光合作用中的状态转换可视化能量耗散光收集复合物进行成像

• 发表时间: 2010
• 作者: Minagawa;J.
• 通讯作者: J.

Characterization of photosystem I antenna proteins in the prasinophyte Ostreococcus tauri.

• DOI: 10.1016/j.bbabio.2010.04.017
• 发表时间: 2010-08
• 期刊: Biochimica et biophysica acta
• 作者: W. Swingley;Masakazu Iwai;Yang Chen;Shin-ichiro Ozawa;K. Takizawa;Yuichiro Takahashi;J. Minagawa

Live-cell imaging of photosystem II antenna dissociation during state transitions

• DOI: 10.1073/pnas.0908808107
• 发表时间: 2010-02-02
• 期刊: PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
• 影响因子: 11.1
• 作者: Iwai, Masakazu;Yokono, Makio;Minagawa, Jun
• 通讯作者: Minagawa, Jun

Isolation of the elusive supercomplex driving cyclic electron transfer in photosynthesis

光合作用中驱动循环电子转移的难以捉摸的超复合物的分离

• 期刊: Nature (印刷中)
• 作者: Iwai;M.;Takizawa;K.;Tokutsu;R.;Okamuro;A.;Takahashi;Y.;Minagawa;J.
• 通讯作者: J.