2022 Fiscal Year Annual Research Report
光化学系II複合体のアセンブリーと修復の動的な過程における脂質の機能
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20K06701
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
和田 元 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (60167202)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神保 晴彦 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (50835965)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | シアノバクテリア / Synechocystis PCC 6803 / 脂質 / 光合成 / 光化学系II / 光阻害 / ホホスファチジルグリセロール / モノガラクトシルジアシルグリセロール |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではシアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803を用いて、光化学系IIのアセンブリーと修復における脂質の機能について解析を行った。これまでに得られた成果は、以下のとおりである。
1. 光化学系II（PSII）におけるホスファチジルグリセロール（PG）の代謝回転の役割 PGの分解に関わっているリパーゼ（Pla）及びPGの分解によって生じたリゾPGと遊離脂肪酸からPGを再生するアシルACP合成酵素とアシルトランスフェラーゼの遺伝子を同定するとともに、それらの遺伝子を破壊した変異株を作製した。変異株では、強光によって失活したPSIIの修復、特にD1の分解が阻害されることから、D1をスムーズに分解するのはPGの分解が必要であることが明らかになった。また、PlaはPSIIの単量体に局在し、単量体のPGのみを分解し、単量体からCP43を解離させることが明らかになった。
2. PSIIにおけるモノガラクトシルジアシルグリセロール（MGDG）の代謝回転の役割 MGDGの分解に関わっているリパーゼ（LipA）を同定するとともに、その遺伝子を破壊した変異株を作製した。変異株では、強光によって失活したPSIIの修復が阻害されることから、MGDGがPSIIの修復に必要であることが明らかとなった。また、LipAはPSIIの二量体に局在し、二量体に結合しているMGDGのみを分解し、二量体を単量体に解離させることが明らかになった。
以上の知見は、PSIIの修復過程では強光によって失活したPSIIにLipAが作用して二量体を単量体に解離させ、その単量体にPlaが作用してCP43を解離させ、D1の分解と再合成を促すことでPSIIの修復が起こることを示しており、本研究によってPSIIの修復過程における脂質の代謝回転の重要な役割が初めて明らかとなった。
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