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2022 Fiscal Year Annual Research Report

褐藻由来光化学系アンテナ超複合体の単粒子構造解析

Research Project

Project/Area Number 20H03194
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

秋田 総理  岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 准教授 (50751418)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 加藤 公児  公益財団法人高輝度光科学研究センター, 構造生物学推進室, テニュアトラック研究員 (30452428)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords光合成
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、赤色系統の光合成生物である褐藻から光化学系I-フコキサンチンクロロフィルa/cタンパク質超複合体(PSI-FCPI)と光化学系II-フコキサンチンク ロロフィルa/cタンパク質超複合体(PSII-FCPII)を単離し、その原子構造をクライオ電子顕微鏡単粒子解析法によって決定し、その構造から複合体中の色 素の配置や結合様式、タンパク質サブユニット間の相互作用、エネルギー伝達様式を解明することを目的に研究を行った。また、解明した構造を緑色系統の光合成生物が持つPSI-光捕集タンパク質超複 合体(PSI-LHCI)やPSII-光捕集タンパク質超複合体(PSII-LHCII)と比較する事で、異なる波長の光を吸収するために、赤色系統の光合成生物がどの様に光合成分子装置を進化させてきたかを明らかにすることを目的とした。
褐藻Cladosiphon okamuranusをビーズショッカーで破砕し、遠心分離でチラコイド膜を分離後、回収したチラコイド膜をフレンチプレスにかけることで、界面活性剤による可溶化効率が改善されることがわかった。チラコイド膜の濃度・界面活性剤の種類・界面活性剤の濃度・温度・可溶化の時間などを様々に変え、SDS-PAGEやWestern blottingで確認し、PSI-FCPIがより可溶化される条件を決定した。チラコイドの可溶化後に遠心分離で可溶性画分を分離し、更にショ糖密度勾配遠心分離法・陰イオン交換クロマトグラフィーでPSI-FCPIを更に精製した。濃縮後にゲル濾過で溶液交換を行い、SDS-PAGE、Native-PAGE、吸光スペクトル解析、ネガティブ染色試料の透過型電子顕微鏡観察等により評価した。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (1 results)

All 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results)

  • [Journal Article] Structural basis for different types of hetero-tetrameric light-harvesting complexes in a diatom PSII-FCPII supercomplex2022

    • Author(s)
      Nagao Ryo、Kato Koji、Kumazawa Minoru、Ifuku Kentaro、Yokono Makio、Suzuki Takehiro、Dohmae Naoshi、Akita Fusamichi、Akimoto Seiji、Miyazaki Naoyuki、Shen Jian-Ren
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Pages: 1-12

    • DOI

      10.1038/s41467-022-29294-5

    • Peer Reviewed / Open Access

URL: 

Published: 2023-12-25  

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