葉緑体での励起1重項酸素分子測定法の開発とその生成、消去、作用の分子機構

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15370026
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Fukuyama University
• Principal Investigator: 浅田 浩二 福山大学, 生命工学部, 教授 (50027182)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小川 健一 岡山県生物総合研究所, 研究室長 (70344405)
• Keywords: 葉緑体 / 励起1重項酸素 / クロロフィル蛍光 / 活性酸素 / チラコイド膜 / 光合成 / 過剰光ストレス / 光阻害

Research Abstract

植物の葉の組織でCO_2固定に必要とする以上の過剰の光エネルギーは酸素分子を還元、励起し活性酸素を生ずる。活性酸素のうち、酸素の還元分子種はこれ迄詳しく研究され、葉緑体での生成、消去、作用は水-水サイクルとして解明されてきた。本年度はこれ迄解明の遅れている励起酸素分子である1重項酸素(^1O_2)、の葉緑体での検出、定量法の確立を目指した。
水の中での寿命が短い^1O_2を、葉緑体を光照射しつつ測定するため、東大・薬・長野教授から提供を受けたフルオレセイン基をもつ、^1O_2に特異的に反応し蛍光(525nm,励起480nm)を発するプローブを用い、^1O_2の測定法を開発した。蛍光プローブが葉緑体の作用光によって光分解するのを防ぐため作用光に赤色光を用い、さらにプローブの励起光による光分解を抑制するため、励起光をパルス変調-増幅する装置を用い、作用光を照射しつつ、^1O_2生成を連続的に測定できる方法を初めて開発した。
以上の^1O_2生成測定は、既設のパルス変調-増幅クロロフィール蛍光測定装置を用い、励起光、蛍光の波長を蛍光プローブに合わせて干渉フィルターを挿入して測定した。今年度、クロロフィール蛍光を、実寸大、顕微鏡レベルで2次元測定できる装置を購入したが、次年度に、これら装置を、^1O_2蛍光プローブを用いて測定できるように改造して葉の組織、葉の細胞内での^1O_2生成の2次元分布、葉緑体1個レベルでの^1O_2生成を測定できるようにする予定である。

Research Products

• [Publications] 浅田浩二: "植物の活性酸素生物学"化学と生物. 41〜4. 254-262 (2003)
• [Publications] Miyake, C., Asada, K.: "The water-water cycle in algae"Pholosynthesis in Algae (Harkum編). 183-204 (2003)