亜鉛バクテリオクロロフィル含有光合成細菌による光利用性の解析

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13660073
• Research Institution: Iwate University
• Principal Investigator: 若尾 紀夫 岩手大学, 農学部, 教授 (30003784)
• Keywords: 亜鉛バクテリオクロロフィル / 好酸性好気性光合成細菌 / Acidiphilium属 / 電気化学的測定

Research Abstract

近年、光合成において重要な働きをするマグネシウム型バクテリオクロロフィル(Mg-BChl)の代わりに、亜鉛型バクテリオクロロフィル(Zn-BChl)が天然に存在し機能していることが発見された。この新規光合成色素は、好酸性好気性従属栄養細菌(Acidiphilium属)に含まれ、その光化学反応中心タンパク複合体は、真正紅色光合成細菌のものと酷似するが、Mg-BChlが全てZn-BChlに置換されている。光合成系には、光励起とエネルギー移動、電荷分離、電子移動(光リン酸化とATP生成)、触媒反応(還元反応・炭酸固定)が含まれる。本研究の狙いは、この細菌を用いてZn-BChl光合成系の光利用性に関する基礎的惰報を収集することである。本年度は、Zn-BChl含有好酸性好気性光合成細菌のうち多量の色素を含むAcidiphilium rubrumを試験菌とし、主に電子移動(光エネルギーの化学エネルギーへの変換)に係わる問題を電気化学的手法で解析した。
1. 電気化学測定用の各種電極およびウオータジャケット型セルで微小電流測定装置を組み立て、電気化学的測定条件を検討した。2. 電気測定装置としてポテンショスタット・ガルバノスタット、電子受容体としてHNQ(2-hydroxy-1,4-naphthoquinone)を用いて、細菌細胞の微少電流測定の諸条件を解析した。3. その結果に基づき、対照菌(ラン藻Synechocyctis sp.)と試験菌(Acidiphilium rubrum)を対象に、光照射による細胞の電気的応答を種々の角度(培養齢、培養条件、光強度など)から解析し、対数増殖期の細胞・5,000luxの白色光照射で最大の電気発生が認められた。4. 試験菌細胞において光照射に依存したATP生成がみられた。