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光合成の集光装置の発現制御に開わる新規緑/赤色光受容体の機能解析

新型绿/红光感受器在光合作用中调节光捕获装置表达的功能分析

基本信息

批准号：
09J09146
负责人：
広瀬侑
金额：
$ 0.9万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

シアノバクテリアは酸素発生型の光合成を行う原核生物であり光化学系複合体の集光装置としてフィコビリソームを持つ。一部の種のフィコビリソームでは、赤色光を吸収するタンパク質であるフィコシアニンと、緑色光を吸収するタンパク質であるフィコエリスリンの組成が緑・赤色光に応容して調節される。この現象は「補色順化」と呼ばれ、その存在は100年以上も前から認知されていた。近年の解析により、この応答は緑色光吸収型と赤色光吸収型の間を可逆的に光変換するフィトクロム型光受容体(シアノバクテリオクロム)によって制御されることが明らかとなった。申請者らは、この光受容体のテトラピロールであるフィコシアノビリン(PCB)色素が、緑色光吸収型では脱プロトン化され、赤色光吸収型ではプロトン化されていることを発見した。また、光変換に伴うプロトンの脱着には、PCBのC15-ZからC15-Eへの異性化と、色素近傍のアミノ酸残基の両方が必要であった。これまでの知見を合わせて考えると、補色順化の光受容体の吸収型の変換は、PCBのC15-ZからC15-Eへの異性化に伴う、色素近傍の荷電性アミノ酸を介したプロトンの脱着によって引き起こされる事が強く示唆された。さらに、アミノ酸置換変異体の解析により、プロトン化と脱プロトン化に必須なアミノ酸の同定に成功した。このような光変換機構は、既知の赤色光・遠赤色光受容体であるフィトクロムでは、テトラピロール分子が両吸収型でプロトン化されている点とは大きく異なっている。これらの結果は、緑・赤色光変換型のシアノバクテリオクロムの光変換機構の解明における、非常に重要な知見である。

Photosynthesis of photoacid production in prokaryotes and light-collecting devices for photochemical complexes A part of the red and red light absorption, green light absorption, green light absorption, This phenomenon is called "complementary color transition" and exists for more than 100 years. In recent years, the analysis of the light absorption type green light absorption type and red light absorption type of reversible light conversion, the light absorption type of the light absorption type. The applicant has submitted a report on the development of the photoreceptors (PCB) pigment, green photoabsorption type photoabsorption type It is necessary for the conversion of C15-Z and C15-E residues of PCB and the conversion of acid residues near pigment. The absorption pattern of complementary color photoreceptors, the heteromorphization of PCB C15-Z, and the dielectric properties of nearby pigment acids are strongly influenced by the interaction between the two materials. In addition, the analysis of acid substitution is successful. The light conversion mechanism is known as the red light and far red light receptor. The results of this study are very important for understanding the light conversion mechanism of green and red light conversion types.