光合成の強光順化の分子メカニズム解明

阐明光合作用适应强光的分子机制

• 批准号: 15J10561
• 负责人: 神保 晴彦
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Saitama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J10561/
• 关键词: 強光順化; シアノバクテリア; 翻訳因子EF-Tu; 光阻害; シグナリング; タンパク質合成; 光酸化ストレス; 緑藻クラミドモナス

本年度は、シアンバクテリアの強光応答における翻訳因子EF-Tuの役割について論文をPlant Physiologyに発表した。また、シアノバクテリアの強光順化におけるタンパク質合成活性への影響の解析を行った。昨年度までに、強光順化の過程でEF-Tu量が増大し、光化学系IIの修復が促進することを明らかにした。そこで、EF-Tu量と光化学系IIの強光耐性との関係を調べた。シアノバクテリアではEF-Tuの量が培養の光強度に応じて増大していた。さらに、翻訳因子EF-Gの量をウェスタンブロットで解析すると、EF-G量には変化がなかった。また、リボソームの大サブユニットに結合するL2タンパク質および小サブユニットに結合するS12タンパク質の量を解析すると、強光順化の過程で特に差は見られなかった。したがって、強光順化の過程ではEF-Tuが特異的に増大することが示唆された。また、強光に2時間晒した後の光化学系II比活性を解析し、光化学系IIの強光耐性の指標とした。その結果、光化学系IIの強光耐性と強光順化におけるEF-Tu量との間に高い正の相関があった。そこで、EF-Tuタンパク質を過剰に発現させた変異株を作製し、強光下における光化学系IIの強光耐性および強光下におけるタンパク質の新規合成活性を解析した。過剰発現株では強光1,500 μmol photonsの条件において、野生株に比べて光化学系IIの修復が促進していた。さらに過剰発現株では、野生株に比べてタンパク質の新規合成活性が促進していた。したがって、EF-Tuの過剰発現によって強光下におけるタンパク質合成が促進した結果、光化学系IIの修復が促進したと考えられる。すなわち、強光順化の過程では翻訳因子EF-Tu量の増大が重要な役割を担うことが明らかとなった。以上の研究内容を、国内学会および国際シンポジウムにて発表した。

This year's report on Plant Physiology shows that there is a significant increase in the number of plant species. The analysis of the influence of high light on the synthesis activity of organic compounds was carried out. In the past year, the amount of EF-Tu in the process of strong light has increased, and the restoration of photochemical system II has been promoted. The relationship between EF-Tu content and photochemistry II and strong light tolerance was adjusted. The amount of EF-Tu in the medium increases with the increase of light intensity. In addition, the amount of the inversion factor EF-G is changed from the original to the original. The process of strong light transition is particularly difficult to see when the L2 component is combined with the S12 component and the quantity of light is analyzed. The process of strong light transition is characterized by EF-Tu specific amplification. Photochemical system II specific activity analysis after exposure to strong light for 2 hours, Photochemical system II strong light tolerance index The results, photochemical system II, strong light, high light. Analysis of Photochemical System II's High Light Tolerance and High Light Synthesis Activity under High Light Under the condition of strong light of 1,500 μmol photons, the recovery of photochemistry II in wild plants was promoted. The new synthetic activity of the new strain was promoted by the new strain and wild strain. In addition, EF-Tu's over-emission can promote the synthesis of photochemistry under strong light, and the restoration of photochemistry can promote the restoration of photochemistry. The increase of the factor EF-Tu in the process of strong light transition is important for the development of light and light. The above research contents are presented in the form of domestic and international research papers.

项目成果

緑藻クラミドモナスの葉緑体光応答におけるMAPキナーゼの役割

MAP 激酶在绿藻衣藻叶绿体光响应中的作用

• 发表时间: 2017
• 作者: 神保晴彦;西山佳孝;Niyogi Krishna
• 通讯作者: Niyogi Krishna

A role of mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling in accumulation of photosystem II in Chlamydomonas reinhardtii

丝裂原激活蛋白激酶 (MAPK) 信号在莱茵衣藻光系统 II 积累中的作用

• 发表时间: 2016
• 作者: Jimbo;H.;Iwai;M.;Malnoe;A.;Krishna K.;N.
• 通讯作者: N.

カリフォルニア大学バークレー校(米国)

加州大学伯克利分校（美国）

翻訳因子EF-Tuの酸化標的システインの改変による光化学系IIの修復への影響

翻译因子EF-Tu氧化靶点半胱氨酸修饰对光系统II修复的影响

• 发表时间: 2017
• 作者: 神保晴彦;Rayakorn Yutthanasirikul;永野孝典;久堀徹;西山佳孝
• 通讯作者: 西山佳孝

Oxidation of a cysteine residue in elongation factor EF-Tu reversibly inhibits translation in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803

延伸因子 EF-Tu 中半胱氨酸残基的氧化可逆地抑制蓝藻集胞藻属 (Synechocystis sp.) 中的翻译。

• DOI: 10.1074/jbc.m115.706424
• 发表时间: 2016
• 期刊: J. Biol. Chem.
• 作者: Yutthanasirikul;R.;Nagano;T.;Jimbo;H.;Hihara;Y.;Kanamori;T.;Ueda;T.;Haruyama;T.;Konno;H.;Yoshida;K.;Hisabori;T. and Nishiyama;Y.
• 通讯作者: Y.