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2007 Fiscal Year Annual Research Report

乾燥ストレスに応答した光合成電子伝達機構の解明

Research Project

Project/Area Number 18687004
Research InstitutionNara Institute of Science and Technology

Principal Investigator

宗景 ゆり  Nara Institute of Science and Technology, バイオサイエンス研究科, 助教 (30423247)

Keywords光合成 / 乾燥ストレス / 電子伝達 / プロテオミクス
Research Abstract

本研究では、強光乾燥ストレス条件下での光合成電子伝達制御機構の解明するために、カラハリ砂漠に自生し優れた乾燥強光耐性を持つ野生種スイカを材料に、タンパク質の網羅的解析および生理解析を行った。特に、葉緑体チラコイド膜のプロトン輸送効率に関わる2つの因子1)シトクロムbf複合体、2)循環的電子伝達系に着目し、単離チラコイド膜や生薬を用いて、分光学的に電子伝達活性を測定し、電子伝達に関わるタンパク質の解析を行った。またストレス前後の葉の切片を作成しストレスによる形態変化がないことを確認した。
1)乾燥・強光ストレス後にpIが酸性側にシフトしたシトクロムb6f複合体のRieskeサブユニットが出現することが明らかになった。強光ストレス後の電子伝達活性を単離チラコイドにおいて解析した結果、光化学系II、光化学系Iの活性は共に低下していないが、シトクロムb6f複合体で電子伝達が律速されていることを示す結果を得た。このときのシトクロムb6f複合体量はストレス後でも低下しておらず、pI変動を引き起こす修飾によって電子伝達抑制が起こることが示唆された。
2)Electrochromic shift(ECS)システムを用いた分光学的解析により、直線的電子伝達に対し、プロトン濃度勾配を測定した結果、比較的長い期間の乾燥ストレス下において循環的電子伝達活性が上昇することが明らかになった。またこの条件下での野生種スイカの葉緑体ではATP合成酵素やシトクロムb6f複合体の量が低下していることが明らかになった。これらの結果から、長期的な乾燥ストレスに馴化できる植物では循環的電子伝達の上昇やATP合成酵素量の下方制御が起こり、電子伝達活性とプロトン濃度勾配の制御を行っていると考えられた。これらの結果を国際雑誌に投稿し受理された。

  • Research Products

    (4 results)

All 2009 2008

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] The long-term responses of the photosynthetic proton circuit to drought2009

    • Author(s)
      上妻馨梨
    • Journal Title

      Plant, Cell and Environment 32

      Pages: 209-219

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 余剰光エネルギー存在下における光合成電子伝達制御の解析2009

    • Author(s)
      三田智子, 吉田和生, 宗景ゆり, 明石欣也, 横田明穂
    • Organizer
      第50回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20090321-22
  • [Presentation] A novel molecular behavior of chloroplast Rieske FeS protein in response to excess light energy2008

    • Author(s)
      三田智子
    • Organizer
      第31回 分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      20081209-12
  • [Presentation] 強光乾燥ストレス下における葉緑体チラコイド膜を介したプロトン透過流量の解析 -Electrochromic shift (ECS)測定からの考察-2008

    • Author(s)
      明石欣也
    • Organizer
      第31回 分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      20081209-12

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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