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単一細胞レベルでの色素解析手法による紅色光合成細菌の光合成調節機構の解明

Research Project

Project/Area Number 10J10137
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Organic chemistry
Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

伊佐治 恵  立命館大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2010 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords立命館大学 / 科研費 / 光合成細菌 / 単一細胞 / クロロフィル / 高速液体クロマトグラフィー / 蛍光検出器
Research Abstract

本研究では、光合成細菌の持つ光合成色素クロロフィルを定量的に分析し、光合成細菌がどのように自身の光合成反応を最適化しているかを調べることが目的である。培養液から単一の細胞を採取し、単一細胞内に含まれる光合成色素を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)で超高感度に分析する。これまで光合成色素の定量的な分析は行われておらず、本研究は世界的にみても初の試みである。一年目で、単一細胞に含まれる微量クロロフィルを分析するため、従来よりも高感度な分析系を構築した。
1.確立した高感度分析系におけるクロロフィルの検量線を作成
一年目の研究成果を利用し、緑色光合成細菌の一細胞に含まれる色素の絶対量を調べようと考えた。単一細胞に含まれる色素の絶対量をHPLCクロマトグラムから解析するためには、本分析系におけるBChl-cの検量線が必要である。そこで、BChl-cの評品を用いて7.01fmolから0.36fmolまでのオーダーで検量線を作成した。この結果、BChl-cの検量線式は、この分析系においてy=77104x+1881.7(R^2=0.9995)と決定された(yの値は蛍光強度)。得られた検量線を用いて、緑色硫黄細菌Cba.tepidum、および緑色糸状細菌Chloroflexus(Cfl.)aurantiacusの単一細胞に含まれる色素絶対量を調べた。
2.単一細胞に含まれる色素の解析
Cba.tepidumとCfl.aurantiacusの単一細胞分析を試みた。単一細胞単離にはセルソーターを用いた。Cba.tepidumで3種のホモログ体に対応するピークが確認できた。また、Cfl.aurantiacusでは、17位の長鎖構造が異なるBChl-cが5本のピークとして確認できた。クロマトグラムのピーク面積から、緑色光合成細菌の単一細胞に含まれるBChl-cホモログの組成は、バルクでの場合と大きな違いがないことがわかった。さらに、これらの光合成細菌一細胞に含まれる色素を、1.で求めた検量線を用いて計算した。その結果、Cba-tepidumでは約2.6fmol、Cfl.aurantiacusでは約4.2fmolのBChl-cが含まれることが示された。

Report

(2 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2012 2011 2010

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Isolation and pigment composition of the reaction centers from purple photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas palustris species2012

    • Author(s)
      Mizoguchi, T., Isaji M., Harada, J., Tamiaki
    • Journal Title

      Biochimica et Biophysica Acta

      Volume: 1817 Issue: 3 Pages: 395-400

    • DOI

      10.1016/j.bbabio.2011.12.001

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 超高感度HPLCによる緑色硫黄細菌Chlorobaculum tepidumの単一細胞レベルでの色素解析2012

    • Author(s)
      伊佐治恵、溝口正、民秋均
    • Organizer
      第53回植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      京都産業大学(京都府)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Isolation of the reaction centers from Rhodopseudomonas palustris and analysis of their chlorophyll composition2011

    • Author(s)
      M.Isaji, T.Mizoguchi, J.Harada, H.Tamiaki
    • Organizer
      International Conference on Tetrapyrrole Photoreceptors of Photosynthetic Organisms 2011
    • Place of Presentation
      ベルリン、ドイツ
    • Year and Date
      2011-07-24
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 紅色細菌Rhodopseudomonas palustrisからのPSII型反応中心の単離と含有クロロフィル類の分析2011

    • Author(s)
      伊佐治恵
    • Organizer
      第52回 日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学 川内北キャンパス(宮城県)
    • Year and Date
      2011-03-20
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] PSII型反応中心におけるフェオフィチン類の17位エステル鎖の解析2010

    • Author(s)
      伊佐治恵
    • Organizer
      第4回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府)
    • Year and Date
      2010-09-24
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 珪藻由来クロロフィル-aにおける17位エステル鎖の精密同定2010

    • Author(s)
      伊佐治恵
    • Organizer
      第18回 光合成の色素系と反応中心に関するセミナー
    • Place of Presentation
      京都大学人間環境学研究科(京都府)
    • Year and Date
      2010-07-06
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Structural Determination and Compositional Analysis of 17-Propionate Group of Chlorophyll-a Biosynthetic Intermediates.2010

    • Author(s)
      伊佐治恵
    • Organizer
      Sixth International Workshop on Supermolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments(SNCPP1O)
    • Place of Presentation
      立命館大学BKCエポック立命21(滋賀県)
    • Year and Date
      2010-06-12
    • Related Report
      2010 Annual Research Report

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Published: 2010-12-03   Modified: 2024-03-26  

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