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1990 Fiscal Year Annual Research Report

光合成機能の光損傷とその囲避・修復の分子機構

Research Project

Project/Area Number 01304003
Research InstitutionBiological Laboratory, College of General Education, Kyushu University

Principal Investigator

岡山 繁樹  九州大学, 教養部, 教授 (50038444)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 村田 紀夫  基礎生物学研究所, 教授 (90011569)
桜井 英博  早稲田大学, 教育学部, 教授 (10063645)
佐藤 公行  岡山大学, 理学部, 教授 (10032822)
浅田 浩二  京都大学, 食糧科学研究所, 教授 (50027182)
藤田 善彦  基礎生物学研究所, 教授 (40013560)
Keywords光合成 / 光損傷 / 光阻害 / 光制御 / クロロフィル / D1タンパク質 / ペルオキシダ-ゼ / 多価不飽和脂肪酸
Research Abstract

1.クロロフィルの分解がクロロフィリド、フェオフォルビド、ピロフェオフォルビドと順次酵素的に行われること示した。またクロロフィルのエピマ-化がMgにより触媒されることも明らかにした。
光合成細菌が好気的明条件下で光合成色素を形成しないのはアポタンパク質遺伝子発現が転写レベルで光調節されているためであることを示した。アポタンパク質の合成停止等でクロロフィル合成が停止したとき有害なポルフィリン化合物の蓄積を避け、それを直鎖型テトラピロ-ル化合物とする代謝系の存在をクラミドモナスで見いだした。
2.光系Iが光阻害され難いのは活性酸素生成を抑える循環的電子伝達系が<in>___ー <vivo>___ーで機能しているためであることを明らかにした。
光系IIの反応中心の光阻害が多価不飽和脂肪酸を欠損したラン藻で顕著になることを示した。光系II反応中心光傷害部位であるD1タンパク質の合成の光制御機構のkey factorがストロマ中のATPの濃度レベルであることなどを示した。
3.光傷害の一因となる過酸化水素の消去系としてアスコルビン酸ペルオキシダ-ゼをもつ種とカタラ-ゼをもつ種がラン藻のなかに存在し、前者は進化の途中で獲得されたものであることを示した。茎葉植物では液胞中にフェノ-ル性化合物を電子供与体とするペルオキシダ-ゼが過酸化水素除去に関与していることを示した。
強光下では光系I、光系II複合体、光捕獲アンテナ複合体の含量が減少し、光系I複合体の形成調節の信号がCytーb_6ーf複合体のQサイクルフラックスであることを示した。
一方、植物の低温での光傷害は脱共役によることを明らかにした。

  • Research Products

    (31 results)

All Other

All Publications (31 results)

  • [Publications] Shimazaki,K.and Okayama,S.: "Calvin Benson cycle enzymes in guardーcell protoplasts and their role in stomatal movement" Biochem.Physiol.Pflanzen. 186. 327-331 (1990)

  • [Publications] Kobayashi,M.,Maeda,H.,Watanabe,T.,Nakane,H.and Satoh,K.: "Chlorophyll a__ー and βーcarotene content in the D_1/D_2/cytochrome b__ーー559 reaction center complex from spinach" FEBS Lett.260. 138-140 (1990)

  • [Publications] Mazaki,H.and Watanabe,T.: "Selfーcatalyzed epimerization of chlorophyll a__ー/a__ー' in organic solvents" Biochim.Biophys.Acta. 1016. 190-196 (1990)

  • [Publications] Kobayashi,H.,van de Meent,E.J.,Erkelens,C.,Amestz,J.,Ikegami,I.and Watanabe,T.: "Bacteriochlorophyll g epimer as a possible reaction center component of Heliobacteria" Biochim.Biophys.Acta. (1991)

  • [Publications] Boddi,B.and Shioi,Y.: "Spectroscopic forms of divinylprotochlorophyllide in solid films" Biochim.Biophys.Acta. 1015. 116-120 (1990)

  • [Publications] Shioi,Y.and Doi,M.: "Aerobic and anaerobic photosynthesis in <Rhodobacter>___ー <sulfidophilus>___ー" Current Research in Photosynthesis. 3. 853-856 (1990)

  • [Publications] Shimokawa,K.,Hashizume,A.and Shioi,Y.: "Pyropheophorbide a__ー,a catabolite of ethyleneーinduced chlorophyll a__ー degradation" Phytochemisrty. 29. 2105-2106 (1990)

  • [Publications] Shioi,Y.,Tatsumi,Y.and Shimokawa,K.: "Enzymatic degradation of chlorophyll in <Chenopodium>___ー <album>___ー" Plant Cell Physiol.32. (1991)

  • [Publications] Shiba,T.,Shioi,Y.,Takamiya,K.,Sutton,D.C.and Wilkinson,C.R.: "Distribution and physiology of aerobic bacteria containing bacteriochlorophyll a on the east and west coast of Australia" Appl.Environ.Microbiol.57. (1991)

  • [Publications] Inoue,K.,Fujii,T.,Yokoyama,E.,Kusumoto,N.and Sakurai,H.: "The sites of photoinhibition around photosystem I in chloroplasts" Current Research in Photosynthesis. 2. 655-658 (1990)

  • [Publications] Fujii,T.,Yokoyama,E.,Inoue,K.and Sakurai,H.: "The sites of electron donation of Photosystem I to methyl viologen" Biochim.Biophys.Acta. 1015. 41-48 (1990)

  • [Publications] Chen,GーX.and Asada,K.: "Hydroxyurea and aminophenol are the suicide inhibitors of ascorbate peroxidase" J.Biol.Chem.265. 2775-2781 (1990)

  • [Publications] Kanematsu,S.and Asada,K.: "Characteristic aminoacid sequences of chloroplast and cytosol isozymes of CuZnーsuperoxide dismutase in spinach,rice and horsetail" Plant Cell Physiol.31. 99-112 (1990)

  • [Publications] Asada,K.,Neubauer,C.,Heber,U.and Shreiber,U.: "Methyl viologenーdependent cyclic electron transport in spinach chloroplasts in the absence of oxygen" Plant Cell Physiol.31. 557-564 (1990)

  • [Publications] Miyake,C.,Michihata,F.and Asada,K.: "Scavenging of hydrogen peroxide in prokaryotic and eukaryotic algae:Acquisition of ascorbate peroxidase during the evolution of cyanobacteria" Plant Cell Physiol.32. 33-43 (1990)

  • [Publications] Satoh,K.,Hanson,O.and Mathis,P.: "Charge recombination between stabilized Pー680^+ and reduced cytochrome b__ーー559 in quinoneーreconstituted PSII reaction center" Biochim.Biophys.Acta. 1016. 121-126 (1990)

  • [Publications] Takahashi,Y.,Nakane,H.,Kojima,H.and Satoh,K.: "Chromatographic purifictaion and determination of the Carboxy terminal sequences of photosystem II reaction center proteins,D1 and D2" Plant Cell Physiol.31. 273-280 (1990)

  • [Publications] Tang,XーS.,Fushimi,K.and Satoh,K.: "D1ーD2 complex of the photosystem II reaction center from spinach;Isolation and characterization" FEBS Lett.273. 257-280 (1990)

  • [Publications] Fujita,T.,Yokoyama,E.,Inoue,K.and Sakurai,H.: "The sites of electron donation of Photosystem I to methyl viologen" Biochim.Biophys.Acta. 1015. 41-48 (1990)

  • [Publications] Fujita,Y.,Murakami,A.and Ohki,K.: "Regulation of the stoichiometry of thylakoid components in the photosynthetic system of cyanophytes:Model experiments showing that control of the synthesis or supply of Chl a__ー can change the stoichiometric relationship between two photosystems" Plant Cell Physiol.31. 145-153 (1990)

  • [Publications] Adhikary,S.P.,Murakami,A.,Ohki,K.and Fujita,Y.: "Photoregulation of respiratory activity in the cyanophyte <Synechocystis>___ー PCC 6714:The possibility of the simultaneous regulation of the amount of PS I complex and the activity of respiratory terminal oxidase in thylakoids" Plant Cell Physiol.31. 527-532 (1990)

  • [Publications] Murakami,A.amd Fujita,Y.: "Steady state of photosynthetic electron transport in cells of the cyanophyte <Synechocystis>___ー PCC 6714 having different stoichiometry between PS I and PS II:Analysis of flashーinduced oxidationーreduction of Cyt f__ー and P700 under steady state of photosynthesis" Plant Cell Physiol.32. (1991)

  • [Publications] Murakami,A.amd Fujita,Y.: "Regulation of photosystem stoichiometry in the photosynthetic system of the cyanophyte <Synechocystis>___ー PCC 6714 in response to light intensity" Plant Cell Physiol.32. (1991)

  • [Publications] Ohki,K.amd Fujita,Y.: "Complementary chromatic adaptation in the cyanobacterium <Tolypothrix>___ー <tenuis>___ー:Location of phycoerythrin newly synthesized by green illumination" Plant Cell Physiol.32. (1991)

  • [Publications] Shen,JーR.,Terashima,I.and Katoh,S.: "The cause for dark,chillingーinduced inactivation of photosynthetic oxygenーevolving system in cucumber leaves" Plant Physiol.93. 1354-1357 (1990)

  • [Publications] Wise,R.R.,Terashima,I.and Ort,D.R.: "The effect of chilling in the light on photophosphorylation" Photosynthesis Research. 25. 137-139 (1990)

  • [Publications] Takahama,U.and Egashira,T.: "Hydrogen peroxideーdependent oxidation of 3,4ーdihydroxyphenylーalanine in vacuoles of mesophyll cells of <Vicia>___ー <faba>___ー L.Participation of peroxidase in the oxidation" Plant & Cell Physiol.31. 539-544 (1990)

  • [Publications] Takahama,U.and Egashira,T.: "Peroxidases in vacuoles of <Vicia>___ー <faba>___ー leaves" Phytochemistry. 30. 73-77 (1990)

  • [Publications] Takahama,U.and Oniki,T.: "Hydrogen peroxide and light dependent metabolism of 3,4ーdihydroxyphenylalanine in leaves of <Vicia>___ー <faba>___ー L." Phytochemistry. (1991)

  • [Publications] 稲垣 言要、佐藤 公行: "光化学系II反応中心サブユニットD1タンパク質の代謝回転ー反応中心の損傷と修復" 植物細胞工学. 2. 238-248 (1990)

  • [Publications] 藤田 善彦: "光条件は光化学系の量的構成を変える" 植物細胞工学. 2. 228-237 (1990)

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Published: 1993-08-11   Modified: 2016-04-21  

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