2021 Fiscal Year Annual Research Report
Synthetic biological approach to clarify the network of proton motive force
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19H00992
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
鹿内 利治 京都大学, 理学研究科, 教授 (70273852)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 光合成 / 葉緑体 / 電子伝達 / サイクリック電子伝達 / PGR5 / NDH / PTOX / 光化学系Ⅰ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
クラミドモナスのCrPTOX2は、プラストキノンプールから電子を抜き、酸素を水まで還元する電子の安全弁である。シロイヌナズナのPTOXはカロテノイド合成に必要であるが、電子の安全弁としての機能はほとんど持たない。前年度まで、CrPTOX2遺伝子をシロイヌナズナの野生株とサイクリック電子伝達のPGR5依存経路を欠損するpgr5変異株に導入しており、PGR5がサイクリック電子伝達を介してルーメンを酸性化し、シトクロムb6f複合体を活性抑制することに加えて、光化学系Ⅰの電子受容体側からプラストキノンプールに電子プールを移動させることで、光化学系Ⅰを酸化するメカニズム（受容体側制御）を報告した。
本年度は、さらに同じ遺伝子をNDH複合体依存のサイクリック電子伝達を欠損するシロイヌナズナcrr2変異株に導入した。PGR5依存経路の場合と異なり、PTOX2の導入は、NDH複合体の機能のうち、逆反応に依存するもの以外を代替することができた。さらに野生株、pgr5、crr2背景にPTOX2を導入した植物の変動光（野外のように強度が変動する光環境）に対する応答を調べた。PTOX2はPGR5の欠損を相補することができず、光化学系Ⅰは強い光傷害を受けた。一方で、crr2変異株背景では、変動光のうち弱光において、光化学系Ⅰのアクセプター側での電子の詰まりが確認された。PGR5依存経路とは異なり、NDH複合体は、変動光下において、弱光時にアクセプター側制御で機能しているようであり、サイクリック電子伝達経路の光強度による使い分けが示唆された。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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