Improvement of photosynthesis by functional optimization of RuBisCO

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H03964
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Applied molecular and cellular biology
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: Ashida Hiroki 神戸大学, 人間発達環境学研究科, 准教授 (50362851)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 光合成 / CO2固定 / ルビスコ / シアノバクテリア / アーキア

Outline of Final Research Achievements

We found that the small subunit of Ribulose 1,5-bisphospate carboxylase/oxygenase (RuBisCO) is involved in the determination of CO2/O2 relative specificity in cyanobacterial RuBisCOs. Enzymatic analysis of metanogenic archaeal RuBisCO revealed that this enzyme showed the most lowest CO2/O2 relative specificity among RuBisCOs. We identified RuBisCO activase which catalyzes the activation of this enzyme in cyanobacteria.

Free Research Field

光合成科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

食糧生産やバイオ燃料・バイオプラスチック生産のために、植物や藻類が行っている大気CO2から有用物質を生産する光合成機能の改良が期待されている。光合成機能改良には、CO2固定を行う酵素ルビスコの機能改良が必須である。本研究では、ルビスコのCO2反応性を向上させるための構造とこの酵素の活性化を促進するタンパク質の同定に成功した。今後、ここで得られた成果を応用し、ルビスコの機能改良を行うことで、植物や藻類の光合成機能向上が期待できる。