Roles of galactolipids on maintenance of delta-pH across thylakoid membranes

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K06683
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: Awai Koichiro 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (80431732)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ガラクト脂質 / チラコイド膜 / シアノバクテリア

Outline of Final Research Achievements

To identify the relationship between the proton motive force of thylakoid membranes caused by chemical gradient (proton gradient: ΔpH) and the characteristic membrane lipid composition of thylakoid membranes, we measured proton motive force of the wild-type and mutants of the thylakoid membrane lipid synthase genes in Arabidopsis thaliana. A specific decrease in ΔpH was observed in the dgd1 mutant, a digalactosyldiacylglycerol (DGDG) synthase mutant. Other mutants of the genes for the thylakoid membrane lipid synthesis did not show specific decrease in ΔpH, indicating that DGDG may have important roles in maintenance of ΔpH in thylakoid membranes.

Free Research Field

植物脂質生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

酸素発生型光合成をおこなうチラコイド膜は、ガラクト脂質であるモノガラクトシルジアシルグリセロール（MGDG）やDGDGが例外なく主要脂質として存在するが、なぜこれらのガラクト脂質がチラコイド膜の8割をも占めて用いられているのかは不明であった。本研究により、ガラクト脂質がチラコイド膜のΔpH維持に寄与している可能性が示された。今後、光合成による光エネルギーから化学エネルギーへの変換システムの一端が明らかになると期待される。