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光合成の強光順化の分子メカニズム解明

Research Project

Project/Area Number 15J10561
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Plant molecular biology/Plant physiology
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

神保 晴彦  埼玉大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords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
Outline of Annual Research Achievements

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。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2018 2017 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] カリフォルニア大学バークレー校(米国)

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] University of California, Berkeley(米国)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] University of California, Berkeley(米国)

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] Oxidation of Translation Factor EF-Tu Inhibits the Repair of Photosystem II.2018

    • Author(s)
      Jimbo H, Yutthanasirikul R, Nagano T, Hisabori T, Hihara Y, Nishiyama Y
    • Journal Title

      Plant Physiology

      Volume: 176 Issue: 4 Pages: 2691-2699

    • DOI

      10.1104/pp.18.00037

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Oxidation of a cysteine residue in elongation factor EF-Tu reversibly inhibits translation in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 68032016

    • Author(s)
      Yutthanasirikul, R., Nagano, T., Jimbo, H., Hihara, Y., Kanamori, T., Ueda, T., Haruyama, T., Konno, H., Yoshida, K., Hisabori, T. and Nishiyama, Y.
    • Journal Title

      J. Biol. Chem.

      Volume: 291(11) Issue: 11 Pages: 5860-5870

    • DOI

      10.1074/jbc.m115.706424

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Zeaxanthin and echinenone protect the repair of photosystem II from inhibition by singlet oxygen in Synechocystis sp. PCC 68032015

    • Author(s)
      Kusama, Y., Inoue, S., Jimbo, H., Takaichi, S., Sonoike, K., Hihara, Y. and Nishiyama, Y.
    • Journal Title

      Plant Cell Physiol.

      Volume: 56(5) Issue: 5 Pages: 906-916

    • DOI

      10.1093/pcp/pcv018

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Enhanced expression of translation factor EF-Tu accelerates the repair of photosystem II during acclimation to strong light in Synechocystis sp. PCC 68032018

    • Author(s)
      Jimbo, H., Izuhara, T., and Nishiyama, Y.
    • Organizer
      3rd CRL International Forum
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Synechocystis sp. PCC 6803の強光順化における光合成の修復促進機構の解明2017

    • Author(s)
      神保晴彦、出原太智、西山佳孝
    • Organizer
      ラン藻の分子生物学
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 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2017

    • Author(s)
      神保晴彦、Rayakorn Yutthanasirikul、永野孝典、久堀徹、西山佳孝
    • Organizer
      第8回日本光合成学会年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 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2017

    • Author(s)
      神保晴彦、西山佳孝、Niyogi Krishna
    • Organizer
      第58回植物生理学会年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report 2016 Annual Research Report
  • [Presentation] A role of mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling in accumulation of photosystem II in Chlamydomonas reinhardtii2016

    • Author(s)
      Jimbo, H., Iwai, M., Malnoe, A., Krishna K., N.
    • Organizer
      International Congress on Photosynthesis Research
    • Place of Presentation
      オランダ、マーストリヒト
    • Year and Date
      2016-08-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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