1998 Fiscal Year Annual Research Report

亜鉛バクテリオクロロフィルを持つ細菌の光合成機構の研究

Research Project

Project/Area Number	09309008
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Research Institution	Tokyo Metropolitan University
Principal Investigator	嶋田敬三東京都立大学, 理学研究科, 助教授 (80112473)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	三室守山口大学, 理学部, 教授 (40142004) 高宮健一郎東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (80037259) 伊藤繁基礎生物学研究所, 助教授 (40108634) 平石明豊橋技術科学大学, エコロジー工学系, 助教授 (40283486) 若尾紀夫岩手大学, 農学部, 教授 (30003784)
Keywords	光合成細菌 / 亜鉛 / バクテリオクロロフィル / 好酸性細菌 / 反応中心 / 光捕集系 / クロロフィル生合成
Research Abstract	亜鉛バクテリオクロロフィルを持つ細菌(Acidiphilium)に関する本年度の研究成果の主なものを以下に挙げる。 1. 本菌の光合成電子伝達系には反応中心結合型チトクロムと可溶性c型チトクロムが存在するなど基本的には紅色光合成細歯と同様のものであることが解った。また反応中心の電子伝達成分としての活性も確認された。 2. 上記亜鉛クロロフィルを構成色素とする光合成反応中心標品の色素の存在状態について円偏光二色性、磁気円偏光二色性などを用いて調べた結果、通常のMg-バクテリオクロロフィルを持つものの場合に較べて、光化学反応を起こすバクテリオクロロフィル2量体の対称性が低く、電子状態が多少異なることが示唆された。 3. 本菌における亜鉛クロロフィル合成の中間体として、Mg-protoporphyrin IXとそのメチルエステルは検出されたが、Zn-protoporphyrin IXなどは見出されなかった。Rba.capsulatus色素合成変異株との相補実験より、本菌に存在するMg-chelataseホモログは当該酵素活性を有することが示されたことから、本菌では、まずMgがProtoporphyrin IXに配位し、続くメチル化以後の早い段階で、MgがZnと置換されるものと思われた。 4. Mg型およびZn型バクテリオクロロフィルの耐酸性について検討し、Acidiphiliumが棲息するpH3付近では、前者の半減期はわずか数分で、後者(Zn型)は半減期が数年と非常に安定であることが明らかとなった。 5. 本菌を飢餓条件で光照射するとポリリン酸合成が促進され、本菌の光合成能が意味を持つことが確認された。また菌体内に金属(Fe,Ni,Co)顆粒が認められ、本菌がこれらの金属イオンの還元活性を持つことが示唆された。 6. 本菌の成長速度および色素合成に対する基質(グルコース)濃度依存性を調べたところ、いずれも0.01%前後で最大値を示し、本菌が薄い基質濃度に適応したものであることが示唆された。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] 伊藤繁ほか: "Accumulation of Fe,Cr and Ni metals inside cells of acidophilic bacterium Acidiphilium rubrum that produced Zn containing bacteriochlorophyll a." Plant and Cell Physiology. 39. 740-744 (1998)
[Publications] 平石明ほか: "Phylogeny and photosynthetic features of Thiobacillus acidophilus and related acidophilic bacteria: its transfer to the genus Acidiphilium as Acidiphilium acidophilum comb.nov." International Journal of Systematic Bacteriology. 64. 1389-1398 (1998)
[Publications] 高市真一ほか: "Nomenclature of metal-substituted (bacterio)chlorophylls in natural photosynthesis:metal (bacterio)chlorophyll and M-(B)Chl" Photosynthesis Research. 59 印刷中. (1999)
[Publications] 小林正美ほか: "Acid resistance of Zn-bacteriochlorophyll a from an acidophilic bacterium Acidiphilium rubrum" Analytical Science. 14. 1149-1152 (1998)
[Publications] 小林正美ほか: "Successfully controlled isomerization and pheophytinization of bacteriochlorophyll b by weak acid in the dark in vitro" Analytica Chimica Acta. 361. 285-290 (1998)
[Publications] 小林正美ほか: "Light-independent isomerization of bacteriochlorophyll g to chlorophyll a catalyzed by weak acid in vitro" Analytica Chimica Acta. 365. 199-203 (1998)

1998 Fiscal Year Annual Research Report

亜鉛バクテリオクロロフィルを持つ細菌の光合成機構の研究

Principal Investigator

嶋田 敬三 東京都立大学, 理学研究科, 助教授 (80112473)

Research Products

[Publications] 伊藤 繁 ほか: "Accumulation of Fe,Cr and Ni metals inside cells of acidophilic bacterium Acidiphilium rubrum that produced Zn containing bacteriochlorophyll a." Plant and Cell Physiology. 39. 740-744 (1998)

[Publications] 平石 明 ほか: "Phylogeny and photosynthetic features of Thiobacillus acidophilus and related acidophilic bacteria: its transfer to the genus Acidiphilium as Acidiphilium acidophilum comb.nov." International Journal of Systematic Bacteriology. 64. 1389-1398 (1998)

[Publications] 高市真一 ほか: "Nomenclature of metal-substituted (bacterio)chlorophylls in natural photosynthesis:metal (bacterio)chlorophyll and M-(B)Chl" Photosynthesis Research. 59 印刷中. (1999)

[Publications] 小林正美 ほか: "Acid resistance of Zn-bacteriochlorophyll a from an acidophilic bacterium Acidiphilium rubrum" Analytical Science. 14. 1149-1152 (1998)

[Publications] 小林正美 ほか: "Successfully controlled isomerization and pheophytinization of bacteriochlorophyll b by weak acid in the dark in vitro" Analytica Chimica Acta. 361. 285-290 (1998)

[Publications] 小林正美 ほか: "Light-independent isomerization of bacteriochlorophyll g to chlorophyll a catalyzed by weak acid in vitro" Analytica Chimica Acta. 365. 199-203 (1998)

嶋田敬三東京都立大学, 理学研究科, 助教授 (80112473)

[Publications] 伊藤繁ほか: "Accumulation of Fe,Cr and Ni metals inside cells of acidophilic bacterium Acidiphilium rubrum that produced Zn containing bacteriochlorophyll a." Plant and Cell Physiology. 39. 740-744 (1998)

[Publications] 平石明ほか: "Phylogeny and photosynthetic features of Thiobacillus acidophilus and related acidophilic bacteria: its transfer to the genus Acidiphilium as Acidiphilium acidophilum comb.nov." International Journal of Systematic Bacteriology. 64. 1389-1398 (1998)

[Publications] 高市真一ほか: "Nomenclature of metal-substituted (bacterio)chlorophylls in natural photosynthesis:metal (bacterio)chlorophyll and M-(B)Chl" Photosynthesis Research. 59 印刷中. (1999)

[Publications] 小林正美ほか: "Acid resistance of Zn-bacteriochlorophyll a from an acidophilic bacterium Acidiphilium rubrum" Analytical Science. 14. 1149-1152 (1998)

[Publications] 小林正美ほか: "Successfully controlled isomerization and pheophytinization of bacteriochlorophyll b by weak acid in the dark in vitro" Analytica Chimica Acta. 361. 285-290 (1998)

[Publications] 小林正美ほか: "Light-independent isomerization of bacteriochlorophyll g to chlorophyll a catalyzed by weak acid in vitro" Analytica Chimica Acta. 365. 199-203 (1998)