光合成反応中心の環境適応に伴う多様化の研究

以光合反应为中心的与环境适应相关的多样化研究

• 批准号: 09J02944
• 负责人: 横野 牧生
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 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-09J02944/
• 关键词: 光合成; 環境適応; 時間分解分光; 遅延蛍光; photosynthesis; energy transfer; spillover; bioinformatics

光合成反応中心複合体の環境適応過程の解明を目的とし、Prochlorococcus marinus(P.marinus)の先祖がモノビニルクロロフィル(MV-Chl)のかわりに新たな光合成色素としてジビニルクロロフィル(DV-Chl)を獲得した際にphotosystem II(PSII)反応中心(RC)にどのような変化が必要とされたのかを明らかにした。前年度にはPSII-RC由来の遅延蛍光スペクトルを解析することで、RC近傍での変化を明らかにできることを初めて報告した。今年度は野生型でW-Chlを持つSynechocystisに、1)DV-Chlを導入した変異体、2)さらにPSII-RCの二ヶ所のアミノ酸をP.marinusタイプに置換した変異体、の遅延蛍光スペクトルの解析を行った。色素がDV-Chlに変化することで、PSII-RCに接続するCP47内部でカロテノイドに近接しているレッドクロロフィル(red Chl)へのエネルギー移動経路が一部阻害され、RCに励起エネルギーが集中していた。これは弱光環境においては有利な形質であり、P.marinusの先祖が貧栄養の弱光環境に適応するためにDV-Chlを活用した可能性を示唆する。一方でこの変異体は強光下では死滅した。ここでPSII-RCのアミノ酸をP.marinusタイプに置換することで強光耐性が回復した。この際、PSII二量体内部でRCを迂回する形でCP47のred Chlへの速いエネルギー移動経路が新たに形成されており、この経路は過剰なエネルギーを効率的に熱として散逸させるのに有用だと思われる。P.marinusの先祖は、貧栄養の弱光環境に適応するためにDV-Chlを獲得した後に、一時的な強光にも対応するためにPSII-RCの二ヶ所のアミノ酸を最適化させることで部分的な強光耐性能力をも獲得したと考えられる。

The process of the complex of photosynthesis photosystem II (photosystem II), Prochlorococcus marinus (P.marinus), and the ancestor of photosynthesis (photosystem II), the ancestor of chloroplast (DV-Chl), the ancestor of chloroplast (PRC) and the ancestor of PECC (RC) were used to understand the need for further information on the development of pigments. In the previous year, the cause of the PSII-RC was extended. In the previous year, the source of the RC was analyzed, and the RC was analyzed in the first place. This year, the wild-type W-Chl holds Synechocystis, 1) DV-Chl enters the body, and 2) in the second PSII-RC, there is a high concentration of acid and acid in the P.marinus. The pigments of the DV-Chl chemical system, the PSII-RC system, and the CP47 system were connected to the proximity of the equipment. The red Chl was used to prevent the movement of the road, and the RC was used to stimulate the concentration of the equipment. In the low light environment, the possibility of the active use of the low light environment has been indicated by the possibility of active use of the low light environment, which is beneficial to the low light environment, and the P.marinus ancestors have expressed the possibility of using the low light environment. One side of the body is dead in the strong light. This is due to the high intensity of light tolerance in the presence of acid, P.marinus, and high light tolerance. In the international and PSII binary bodies, there is a detour in the form of RC, red Chl, speed, speed The P.marinus ancestor, the poor light environment, the low-light environment, the high-light environment, the low-light

项目成果

Variations in photosystem I properties in the primordial cyanobacterium Gloeobacter violaceus PCC 7421

原始蓝藻Gloeobacter violaceus PCC 7421光系统I特性的变化

• 发表时间: 2010
• 期刊: Photochem.Photobiol. 82
• 作者: M.Mimuro;M.Yokono;S.Akimoto
• 通讯作者: S.Akimoto

Interference of Solar and Oxide Irradiation on Molecular Arrangements in Liquid Water

太阳和氧化物辐照对液态水中分子排列的干扰

• 发表时间: 2009
• 作者: Oguma K;Oshima H;Oshima M.;高野愛;井岡瑞日;久保瑞日;Mamoru Mimuro;Makio Yokono
• 通讯作者: Makio Yokono