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Biophysical studies on light-harvesting systems in Chlamydomonas reinhardtii

Research Project

Project/Area Number 16F16087
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Biophysics
Research InstitutionNational Institute for Basic Biology

Principal Investigator

皆川 純  基礎生物学研究所, 環境光生物学研究部門, 教授 (80280725)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) KIM EUNCHUL  基礎生物学研究所, 環境光生物学研究部門, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords光合成
Outline of Annual Research Achievements

光化学系2の 集光系 は、光合成の一次効率を決定し、 また光保護メカニズムにおいても重要な役割を持つ。緑藻の光保護メカニズムの研究においては、特にLHCSR3を中心に研究・議論が行われてきた。 本研究では、LHCSR3を結合した光化学系2超複合体をモデル 緑藻 Chlamydomonas reinhardtiiから精製して、 励起エネルギー伝達ダイナミクスの分光学的分析を行った。これによりLHCSR3が光化学系2の集光タンパク質の励起エネルギーを散逸させるという分子機能を持つことを解明した(Kim et al., JBC, 2017)。また、膜タンパク質の結合エネルギーの分析のための分光学的方法「時間分解蛍光分光法による熱力学的解離ダイナミクスの研究」を開発し、光化学系2が持っている集光タンパク質の結合エネルギーなどを分析した。 結果として光化学系2の集光タンパク質が異なる結合エネルギーを持つということも突き止めた(Kim et al.、JPCB、2018)。
また、チラコイド膜のグラナ構造が集光能力に及ぼす影響を研究するために、植物のグラナ構造に重要な役割をすると明らかになったCURT1Aを緑藻で過剰発現させた 変異体 を作成した。 CURT1Aを過剰発現させた 変異体 では植物グラナと類似した構造が生成されたことを共焦点蛍光顕微鏡を用いて確認した。これによって変化した特性を光の保護メカニズムの観点から蛍光分析を用いて調べた。

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

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Investigation on the Thermodynamic Dissociation Kinetics of Photosystem II Supercomplexes To Determine the Binding Strengths of Light-Harvesting Complexes2018

    • Author(s)
      Kim Eunchul、Tokutsu Ryutaro、Minagawa Jun
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry B

      Volume: 122 Issue: 5 Pages: 1627-1630

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.7b12417

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fluorescence lifetime analyses reveal how the high light-responsive protein LHCSR3 transforms PSII light-harvesting complexes into an energy-dissipative state2017

    • Author(s)
      Kim Eunchul、Akimoto Seiji、Tokutsu Ryutaro、Yokono Makio、Minagawa Jun
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 292 Issue: 46 Pages: 18951-18960

    • DOI

      10.1074/jbc.m117.805192

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Investigation of Thermodynamic Dissociation Kinetics to Determine the Binding Strengths within a Membrane Protein Complex: Photosystem II Supercomplex2018

    • Author(s)
      Eunchul Kim, Ryutaro Tokutsu, Akimasa Watanabe, Jun Minagawa
    • Organizer
      Biophysical Society 62nd Annual meeting
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Investigation on the thermodynamic dissociation kinetics of photosystem II supercomplexes to determine the binding strengths of light-harvesting complexes2018

    • Author(s)
      Eunchul Kim, Ryutaro Tokutsu, Akimasa Watanabe, Jun Minagawa
    • Organizer
      第59回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] LHCSR3 dissipates the excitation energy of light-harvesting complexes in photosystem II supercomplexes2017

    • Author(s)
      Eunchul Kim, Ryutaro Tokutsu, Makio Yokono, Seiji Akimoto, Jun Minagawa
    • Organizer
      第58回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学、鹿児島県、鹿児島市
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Differences in the bindings of light-harvesting complexes in the photosystem II supercomplex of Chlamydomonas reinhardtii2017

    • Author(s)
      Eunchul Kim, Ryutaro Tokutsu, Keisuke Okajima, Jun Minagawa
    • Organizer
      第8回日本光合成学会年会およびシンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Spectral decomposition of photosystem I and II fluorescence using microscopic fluorescence spectrum and self-absorption correction2016

    • Author(s)
      Eunchul Kim, Tae Kyu Ahn, Shigeichi Kumazaki
    • Organizer
      The 17th international congress on photosynthesis research
    • Place of Presentation
      Maastricht, The Netherlands
    • Year and Date
      2016-08-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] LHCSR3-dependent quenching in photosystem II supercomplex of Chlamydomonas reinhardtii2016

    • Author(s)
      Eunchul Kim, Ryutaro Tokutsu, Makio Yokono, Seiji Akimoto, Jun Minagawa
    • Organizer
      Light harvesting satellite meeting of the 17th interactional congress on photosynthesis research
    • Place of Presentation
      Egmond aan Zee, The Netherlands
    • Year and Date
      2016-08-04
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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