2016 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | New Photosynthesis : Reoptimization of the solar energy conversion system |
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| Project/Area Number |
16H06553
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
園池 公毅 早稲田大学, 教育・総合科学学術院, 教授 (30226716)
秋本 誠志 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (40250477)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 光合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
強光条件下において光化学系II超複合体にLHCSR3が結合している時（NPQ超複合体が形成されている時）は、LHCからCP43への励起エネルギー移動はCP47と比較して選択的に阻害されていることがレーザー励起蛍光減衰スペクトル解析により観測された。これは、反応中心へ過剰なエネルギーが集中することを防ぐ意味があるものと考えられる。さらにフェムト秒解析を進めたところ、684nmに18.6psの減衰定数を持つ蛍光バンドがあることを確認した。これは、これまでに報告がある、クロロフィル-ルテインによるヘテロ二量体が生成する時定数と酷似していることから、強光下の光化学系II超複合体におけるエネルギーの散逸部位は、LHCSR3内にあり、さらにその内部に結合されているクロロフィル-ルテイン ヘテロ二量体である可能性が高いことが示唆された。
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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
NPQ作動原理の解明 ― NPQ超複合体のうち、PSII-LHCII-LHCSR3超複合体の精製方法の改良および大量精製方法を確立した。また、PSII-LHCII-LHCSR3超複合体のポリペプチド組成、色素組成を解明した。さらに、このNPQ超複合体内の励起エネルギー移動についてレーザー励起蛍光減衰スペクトル解析を行い、LHCを励起した際の励起エネルギーの行き先を詳しく解析した。また、クエンチングの実体についてフェムト秒時間領域での解析を行い、18.6psの減衰定数を持つ蛍光バンドを確認した。
強光シグナル伝達系の解明 ― フォトトロピン欠失株を利用し、その復帰変異株を強光耐性の表現型を指標に３株単離した。
NPQの生理作用点の解明 ― 異なる光環境で培養した野生株について比較メタボロームを行い、細胞内代謝解析を進めた。
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| Strategy for Future Research Activity |
・もう一方の重要なqEエフェクタータンパク質LHCSR1についても解析を進める。PSII-LHCII-LHCSR1超複合体を形成しているかどうか、LHCSR3と同様の励起エネルギー移動を行うのかどうかを詳しくしらべる。
・既にえられたphot変異株の復帰変異株についてマッピングを進めるとともに、NPQ能力等の表現型解析を進める。また、同様に他の条件を指標にphoto変異株の復帰変異株を選択する。
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Research Products
(9 results)
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[Journal Article] A blue light photoreceptor mediates the feedback regulation of photosynthesis.2016
Author(s)
Petroutsos, D.*, Tokutsu, R.*, Maruyama, S., Flori, S., Greiner, A., Magneschi, L., Cusant, L., Kottke, T., Mittag, M., Hegemann, P., Finazzi, G., Minagawa, J.
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Journal Title
Nature
Volume: 537
Pages: 563-566
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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