酸素発生型光合成系の反応構造-葉緑体タンパク質の系統性に基づく解析

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09044241
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 三室 守 山口大学, 理学部, 教授 (40142004)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): PLUMLEY F.G. アラスカ州立大学, 海洋学部, 助教授 ; BLANKENSHIP アールイー アアリゾナ州立大学, 生化学部, 教授 ; GANTT E. メリーランド州立大学, 微生物学部, 教授 ; 松浦 克美 東京都立大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (30181689) ; 池内 昌彦 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教授 (20159601)
• Keywords: 光合成生物の進化 / 細胞内共生 / 光化学系 / アンテナ色素蛋白質 / ストレス蛋白質

Research Abstract

2名の日本側研究者と1名の日本側研究協力者がアメリカへ行き研究を行なった。それぞれの今回の研究テーマは、(1)藍色細菌を用いたアンテナクロロフィル複合体(LHC)の起源の解析、(2)褐藻の光化学系の単離方法の確立、(3)光合成生物の大進化に関する討論であった。
(1) シアノバクテリアSynechocystis sp.PCC6803のhli遺伝子の機能から植物のLHCの進化と光合成における役割を明らかにする目的で、Hlipタンパク質(hli遺伝子産物)の機能解析を進めてた。形質転換体(OX-ssr2595,OX-ss12542)を得て生育に関する条件設定を確立した後,さらにその膜タンパク質を用いて、植物で確立されているクロロフィル結合タンパク質の再構成を試みたところ,部分的な再構成が推定された。
(2) 珪藻の光化学系II(PSII)に含まれるアンテナ色素蛋白質複合体のひとつであるCP47の基本的な性質の解析のために、珪藻Cylindrotheca fusiformisからこの複合体を単離・精製する方法の確立を行なった。この複合体は12%の濃度のLDS-PAGEを用いた時にのみ単離・精製ができた。その分光学的な性質は緑色植物のそれとは異なり、短波長側に吸収、蛍光の極大を持つ。更なる解析が必要となった。
(3) 藍色細菌の共生による葉緑体の獲得(誕生)から紅藻でのLHCIの獲得に至る経路をグロビンファミリー蛋白質を系統性を指標に討議した。
当該研究とは異なる用件でアメリカ側研究者(Blankenship氏)が来日した折に全国から研究者を募って、「酸素発生型光合成生物の進化」に関するミニシンポジウムを開催し、意見の交換を行なった。平成11年度は最終年度になるために、この研究班のメンバーが一同に会し、アメリカで「光合成系の進化に関するミニシンポジウム」を開催することを決定し,日程調整を始めた。

Research Products

• [Publications] Mimuro,M.,et al.: "Multiple pathways of the excitation energy flow in the phtosynthetic pigment system of a cryptophyta,Cryoptomonas sp.(CR-1)." Phycological Research. 45. 155-164 (1998)
• [Publications] Takaichi,S.and M.Mimuro: "Distribution and geometrical isomerism of neoxanthin in oxygenic phototrophs : 9'-cis,a sole molecular form." Plant & Cell Physiology. 39. 968-977 (1998)
• [Publications] Oba,T.,et al.: "Supramolecular structure of the chlorophyll a'aggregate, and the origin of diastreoseletive separation of chlorophyll a and a'." Journal of Physical Chemistry B. 102. 7882-7889 (1998)
• [Publications] Papageorgiou,G.C et al.: "Membrane lipid unsaturation modulates light-induced and osmotically-induced shift in chlorophyll a fluorescence of Synechocystis sp.PCC 6803." Photosynthesis Research. (in press).
• [Publications] Mimuro,M.,et al.: "Fluorescence properties of Chlorophyll d-dominating prokaryotic alga,Acaryochioris marina : Studies by means of the time-resoived spectroscopy." Biochimica et Biophysica Acta. (in press).
• [Publications] 三室 守,秋本誠志: "カロテノイドの励起状態ダイナミクス-生体系における役割の決定因子" 光化学. 29. 6-13 (1998)
• [Publications] M.Mimuro et al.: "Relaxation processes from excited satates and physiological function of carotenoids : Comparison of two molecular forms of neoxanthin" Photomedicine and Photobiology. (in press).
• [Publications] M.Mimuro et al.: "Fluorescence properties of chlorophyll d-dominating prokaryotic alga,Acaryochloris marina." Proceedings of the Intenationa Congres on Photosynthesis. (in press).
• [Publications] H.Kikuchi et al.: "Functioanl meaning of the symmetry structure in phycobiliproteins aggregates." Proceedings of the 11th Intenational Congres on Photosynthesis. (in press).
• [Publications] S.Takaichi and M.Mimuro: "Distribution of 9'-cis neoxanthin in oxygenic phototrophs : A systematic study." Proceedings of the 11th Intenational Congres on Photosynthesis. (in press).
• [Publications] G.C.Papageorgiou et al.: "Temperature and Iipid unsaturation effects on plasma membranes (PM) and thylakoid membranes (TH) of Synechocyststis sp,PCC6803." Proceedings of the 11th Intenational Congres on Photosynthesis. (in press).
• [Publications] Mimuro,M.,H.Kikuchi and A.Murakami: "Photosynthesis and Plant Photobiology" Academic Press, London (in press),
• [Publications] 三室 守: "多様性シリーズ 藻類の多様性" 裳華房(in press),
• [Publications] 三室 守: "光がもたらす生命と地球の共進化:エネルギーと食糧と地球環境に対するグローバルな視点" 弘文社出版(印刷中),