葉緑体NADP供給とプロトン駆動力のバランス制御機構の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | New Photosynthesis : Reoptimization of the solar energy conversion system |
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| Project/Area Number |
19H04715
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
川合 真紀 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (10332595)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
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| Keywords | NAD(P)(H) / 光合成電子伝達経路 / プロトン駆動力 / NADP / 光合成 / 葉緑体 / NADP合成 / ＮＡＤキナーゼ |
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| Outline of Research at the Start |
光合成は、光で駆動された電子伝達反応によって化学エネルギー（ATP, NADPH）を合成する反応を含む。このエネルギー変換過程において、リニア電子伝達（LET）の最終電子受容体であるNADP+はATPを消費して合成される。従って、光合成エネルギーバランスを最適化する上で、葉緑体NADP補酵素の量的制御は、酸化還元比制御と同様に極めて重要である。本研究では、葉緑体NADP状態とプロトン駆動力とのバランスを制御するメカニズムの解明に取り組む。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は葉緑体NADP+供給とプロトン駆動力のバランス制御機構の解明を目的として、I. CETとNADP+合成の交互作用、および、II. 光合成電子伝達経路によるNADK2活性制御機構、の２点の研究を実施した。項目Iでは、前年度までに変異体および薬剤を使用した実験によって、CET活性の低下に伴って葉緑体NADP+量が低下する事をin vivoで明らかにしており、本年度は葉緑体NADP+量が低下した時のCET活性をin vivoで計測した。葉緑体NADP+量を暗馴化時間によって調節した後に、速やかにCET活性を計測することによって、葉緑体NADP+量の低下に伴ってCET活性が増大するという明確な相関を見出した。従って、葉緑体NADP+量の変動が光合成電子伝達フローの切り替えに関与しており、光条件に応じて需給変動が生じるLET活性変化は葉緑体NADP+の変動による調節を受けており、CET活性が葉緑体NADP+量を制御する一連の流れが示唆された。
また、項目II.では光合成電子伝達鎖にNADP+を供給するNADK2活性制御機構について、タンパク質のN末領域内に暗所で酵素活性を抑制する機能が存在することを示した。また、nadk2欠損変異体の表現型を回復させる変異体をスクリーニングした結果、葉緑体内に存在すると考えられる機能未知のタンパク質が失われることで、nadk2の表現型が軽減されることが明らかとなり、葉緑体内のNADP+供給の制御機構の一端を解明することができた。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(25 results)
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[Journal Article] Phosphorus toxicity disrupts Rubisco activation and reactive oxygen species defence systems by phytic acid accumulation in leaves2020
Author(s)
Takagi D, Miyagi A, Tazoe Y, Suganami M, Kawai-Yamada M, Ueda A, Suzuki Y, Noguchi K, Hirotsu N, Makino A
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Journal Title
Plant, Cell and Environment
Volume: －
Issue: 9
Pages: 2033-2053
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] NADK3, one of NAD kinases has a principal role in photorespiration in Arabidopsis2019
Author(s)
Daimu Tanaka, Shota Suzuki, Atsuko Miyagi, Masaru Kono, Ko Noguchi, Wataru Yamori, Yuuma Ishikawa, Masatoshi Yamaguchi, Maki Kawai-Yamada
Organizer
17th International Congress on Photobiology, 18th Congress of the European Society for Photobiology
Related Report
Int'l Joint Research
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