光合成の初発反応における励起・電荷分離の反応機構解明
| Project/Area Number |
23K21297
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| Project/Area Number (Other) |
21H02447 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 43040:Biophysics-related
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
杉浦 美羽 愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 准教授 (80312255)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長澤 裕 立命館大学, 生命科学部, 教授 (50294161)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
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| Keywords | 光合成 / 励起・電荷分離 / 光化学系II / P680 / 光阻害 / 光励起・電荷分離 / 電荷分離 / 光励起 / 電子移動 / 酸化還元 / 分光測定 / 正電荷移動 |
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| Outline of Research at the Start |
P680は光化学系IIにおいて光合成反応の要のコファクターであるが、励起・電荷分離の反応過程や制御機構、高い酸化力保持の制御機構は未だ不明で、機能に対応するクロロフィル分子も特定されていない。本研究では光化学系II反応中心に結合した4分子のクロロフィルに着目し、電荷分離後のクロロフィル上の正電荷移動速度と正電荷分布を詳細に調べることにより、P680による励起→電荷分離の反応機構と制御機構を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
予定していたT. elongatusの組換え体のうち、最初の2年間では多コピーゲノムの20％程度が置き換わらずに完全な組換え体を完成させることができなかった。2022年度は構築アプローチを根本から大きく変更し、最終的に完成させることができた。
得られた組換え体、および、既に得られている組換え体を大量培養して光化学系II複合体を精製し、水の酸化機能やP680の酸化還元電位を見積った。また、強光照射時に発生する一重項酸素量を調べ、光阻害についても調べた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請時に作製を予定していた6つの組換え体のうち、4つは既に完成できていたが、2つについて完全な組換え体を得るのに2年間苦戦した。3年目は新たに開発した構築アプローチで行ったところ、組換え体作製を完了することができた。出来上がった組換え体から予定していた機能解析を進めており、概ね順調に進んでいるといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
3年目に予定していた組換え体を全て得ることができたので、本年度はこれらを用いて主に光化学系IIにおける励起と電荷分離の反応機構を明らかにする。そのために下記を行う予定である。
1) P680の酸化還元電位変化の測定：S2QA-電荷再結合時に得られる熱発光スペクトル法で、野生型の光化学系IIの結果と比較して変化した温度変化から、組換え体のP680の酸化還元電位を見積もる。
2) P680クロロフィルの正電荷分布の評価：4分子全体の正電荷分布評価を励起光照射後の吸収スペクトル測定によって行う。
3) 光阻害条件下におけるP680の反応
4) P680→Pheoの電子移動速度の解析
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Report
(2 results)
Research Products
(13 results)
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[Journal Article] Absorption changes in Photosystem II in the Soret band region upon the formation of the chlorophyll cation radical [PD1PD2]+2022
Author(s)
Boussac, A., Sugiura, M., Nakamura, M., Rutherford, A. W., Stefania, V., and Selles, J.
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Journal Title
DOI
Related Report
Open Access / Int'l Joint Research
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