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光合成系の温度馴化の分子メカニズム:ルビスコのキネティクス特性と活性制御機構

光合系统温度驯化的分子机制：Rubisco的动力学性质和活性控制机制

基本信息

批准号：
10J03271
负责人：
矢守航
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

高温領域においてRubisco活性化状態が減少することが分かっている。ルビスコ活性化率の制御はアクチベースによって制御されるため、高温下におけるルビスコ活性化率の減少はアクチベース活性の減少が原因だと提案されてきた。しかし、申請者の研究結果によって、高温におけるルビスコ活性化率の変化は、アクチベース活性だけではなく電子伝達活性を介して制御されている可能性もでてきた。電子伝達経路には、これまでに直線的電子伝達経路と循環的電子伝達経路が存在することが知られている。そこで、NDH依存の循環的電子伝達経経路が欠損した変異体イネ、および、Cytochrome b_6/f complex量の減少によって直線的電子伝達速度が減少した形質転換体を用いて、電子伝達経経路によるルビスコ活性化制御について解析を行った。その結果、野生体イネと比べて、循環的電子伝達経経路を欠損した変異体イネではRubisco活性化率にほとんど変化がなかったが、直線的電子伝達速度が減少した変異体イネではRubisco活性化率が減少する傾向にあった。これまでの申請者の研究によって、アクチベースの活性はATP/ADP比やストロマの還元状態によって制御されることが明らかとなっている(Yamori et al. 2012 Plant J,71, 871-880)。よって、イネにおいて、Rubisco活性化状態の制御には、アクチベースだけではなく、電子伝達速度が関わっていることが示唆された。

Rubisco activation state decreases in high temperature field. The reason for the decrease of the activity rate of the catalyst under high temperature is proposed. The applicant's research results show that the possibility of controlling the activity of the electron in the high temperature environment is very high. The electron transport path is a straight line electron transport path and a circular electron transport path. NDH-dependent cyclic electron transport pathways are impaired, heterogeneous-generation, cytochrome-b6/f complex decreases, linear electron transport velocity decreases, physical and chemical changes occur, electron transport pathways are activated, and control pathways are resolved. As a result, the electron transfer rate of the wild organism is less than that of the cycle, and the electron transfer rate of the straight organism is less than that of the cycle. The activity of ATP/ADP ratio was determined by the applicant's research (Yamori et al. 2012 Plant J,71, 871-880). Rubisco activation state control, electron velocity control, electron velocity control