2007 Fiscal Year Annual Research Report
細菌型光合成の初期反応における電子供与体の多様性とダイナミクス
| Project/Area Number |
18570045
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
|---|
Principal Investigator |
永島 賢治 Tokyo Metropolitan University, 理工学研究科, 助教 (80264589)
|
|---|
| Keywords | 光合成 / チトクロム / 電子伝達 / 遺伝子操作 / 酸化還元電位 / 光化学反応中心 / 光合成細菌 / 進化 |
|---|
| Research Abstract |
(1)紅色光合成細菌Rubrivivax gelationosusにおいて、反応中心複合体に対する電子供与体として新たに2ヘム型のチトクロムc_4を見いだした。既知の3つの供与体に加えてこのチトクロムc_4の遺伝子も欠落させた4重欠損株は著しく遅い光合成生育を示したが、チトクロムc_4遺伝子を戻すことで生育速度はかなり回復した。一方で野生株からチトクロムc_4のみを欠損した株では野生株と変わらない生育を示した。R.gelationsus野生株において、チトクロムc_4は主要な光合成電子運搬体とは言えないものの、潜在的には充分その機能を果たすことが明らかとなった。
(2)緑色糸状光合成細菌Roseiflexus castenholziiの反応中心への電子供与体と考えられている銅タンパクauracyaninを大腸菌を用いて大量精製した。これをR. castenholzii光合成膜に大量に加えて閃光照射実験を行ったが反応中心への電子伝達は観察されなかった。生細胞を用いた閃光照射実験でもauracyaninの関与は見られず、他の電子供与体が存在する可能性が示唆された。
(3)R. gelatinosus反応中心複合体のチトクロムサブユニットを構造の明らかなBlastochloris viridisのものに置き換えたキメラ反応中心を材料に、最もスペシャルペアから遠い低電位ヘム近傍のアミノ酸を変えることでこのヘムのE_mを約150mVとした。この変異株を用いてサンプル溶液の酸化還元電位を変えながら閃光照射実験を行ったところ、150mVを挟んで3番目の高電位ヘムからスペシャルペアへの電子伝達速度が2倍ほど変化した。この変化は最も遠い低電位ヘムの酸化還元による静電的影響が3番目のヘムのE_mをダイナミックに変えたものと予想された。
|
