極限環境光合成微生物における３重耐性化と近赤外光利用の分子戦略

嗜极光合微生物的三重抗性和利用近红外光的分子策略

基本信息

批准号：
22K06144
负责人：
木村行宏
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

紅色光合成細菌は近赤外光を光電変換する光捕集・電荷分離システム（光捕集１反応中心複合体：LH1-RC）を備えており、低いエネルギーを高いエネルギーに変換するuphill型エネルギー移動により近赤外光をエネルギー源とした光ー物質変換を営んでいる。本研究では、極限環境光合成微生物Hlr. halochlorisの３重耐性（耐熱性、耐塩性、耐アルカリ性）および近赤外光利用の分子機構を明らかにするため、BChl bを集光色素とする紅色光合成細菌（Hlr. halochloris、Hlr. abdelmalekii, Blc. tepida, Blc. viridis）を比較対象として、物理化学的手法による解析ならびにCryoEMによる構造解析を組み合わせ、Hlr. halochlorisの耐熱化、耐塩化、耐アルカリ化、低エネルギー吸収特性の詳細な分子機構を明らかにすることを目的としている。具体的には、①可視近赤外分光法および示差走査熱量分析法による３重耐性の検証、②灌流誘起ATR-FTIR分光法による塩濃度およびpH依存的LH1-RC構造変化の検出、③等温滴定熱量分析(ITC)による塩濃度およびpH依存的LH1-RC相互作用変化の解析、④Cryo-EM構造解析による塩濃度およびpH依存的LH1-RC構造の解明の４つのサブテーマを遂行している。今年度は①の可視近赤外分光法による３重耐性の検証を中心的に行い、LH1-RC内部および周辺の静電荷によって３重耐性が制御されているメカニズムを提唱した。これらの成果は学術雑誌２報（The Journal of Physical Chemistry BおよびMicroorganisms）に掲載された。②では、塩濃度およびpH変化によるLH1-RCの微小な構造変化の検出にまでは至っておらず、引き続き条件検討を続けている。③については試料の大量調製およびマシンタイム確保の問題があり、次年度以降に集中的に進める予定である。④については現在、共同研究先と解析を進めている。

红色的光合细菌配备了光收集和电荷分离系统（光收集1反应中心复合物：LH1-RC），该系统将近红外光转换为光电转换，并使用近红外光作为通过上山型能量转移将近红外光作为能量源执行光 - 型转换，从而将低能转换为高能。在这项研究中，为了阐明极端环境光合微生物HLR的三重电阻（耐热性，耐盐性，碱性）。 Halochloris和使用近红外光的分子机制，其目的是比较红色光合细菌（Hlr。Halochloris，Hlr。Abdelmalekii，Blc。Tepida，Blc。Viridis），将BCHL B用于光接收的染料，以阐明细节的Molecull Molecular Molecull Marleclr hlr。 Halochloris的耐热性，氯化物耐药性，碱性耐药性和低能吸收特性。具体而言，执行四个子主题：1）使用可见的近红外光谱和差异扫描量热法对三重电阻进行验证，2）检测盐浓度和pH依赖性LH1-RC结构的变化，使用灌注诱导的ATR-FTIR谱图，使用盐浓度和pH依赖性LH1-RCCROCTARTIONT STARRITION，3）（ITC）和4）通过冷冻EM结构分析阐明盐浓度和pH依赖性LH1-RC结构。今年，我们专注于使用可见的近红外光谱验证三重电阻，并提出了一种机制，其中三电阻由LH1-RC内部和周围的静电电荷控制。这些结果发表在《物理化学B和微生物》杂志上。在2中，由于盐浓度和pH的变化，我们尚未检测到LH1-RC的少量结构变化，因此我们继续检查条件。关于③，存在大量样品准备和确保机器时间的问题，我们计划从明年开始专注于这种密集的方法。关于④，我们目前正在与联合研究伙伴进行分析。

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Electrostatic charge controls spectral properties and thermal stabilities of LH1-RCs from triply extremophilic Halorhodospira halochloris

静电荷控制来自三重极端嗜盐盐螺菌的 LH1-RC 的光谱特性和热稳定性

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yukihiro Kimura;Kazuna Nakata;Shingo Nojima;Shinji Takenaka;Michael T. Madigan;Zheng-Yu Wang-Otomo
通讯作者：
Zheng-Yu Wang-Otomo

好極限性紅色細菌Halorhodospira halochlorisにおける低エネルギー吸収特性および３重耐性の分子機構

极端极端紫色细菌盐绿盐杆菌低能量吸收特性和三重抗性的分子机制