2010 Fiscal Year Annual Research Report
特異なシアノバクテリアを用いて光合成の基本問題-光化学反応と場-を解く
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22370017
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
土屋 徹 京都大学, 人間・環境学研究科, 助教 (20362569)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三室 守 京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (40142004)
秋本 誠志 神戸大学, 分子フォトサイエンスセンター, 准教授 (40250477)
鞆 達也 東京理科大学, 理学部, 准教授 (60300886)
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| Keywords | 光誘起電子移動反応 / 酸化還元電位 / チラコイド膜形成 / 超高速分光 / バイオインフォーマティックス |
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| Research Abstract |
クロロフィル(Chl)dを用いて光合成反応を行うAcaryochloris marinaより精製したPS II標品について、その第一電子受容体であるフェオフィチン(Phe)aの電位を測定し、Chl aを用いるSynechocystisのPSIIのPhe aの電位と比較した。その結果、A.marinaのPhe aの電位はSynechocystisのPhe aの電位と比較して低くなっていることが判明した。その電位差をもとにスペシャルペアの電位を推定すると両者でほぼ同程度の値となった。このことは、利用するクロロフィルが違い、光から得られるエネルギーに差があるにも拘わらず、水を分解する際の電位は変わらないことを意味する。
クロロフィルの置換による光化学系への影響を調べるため、天然でChl aの代わりにジビニルクロロフィル(DV-Chl)aを利用するProchlorococcusと、酵素遺伝子の破壊により人工的にDV-Chl aに置換されたSynechocystisの変異体との差違を、分光学的な解析により明らかにした。結果より、Prochlorococcusの誕生から進化の過程では、単にDV-Chl aの獲得だけでなく、アポタンパク質など他の因子の至適化が必要であったことが示唆された。
膜形成については、チラコイド膜を持たないGloeobacter violaceusのVipp1の機能をSynechocystisを用いて解析した。チラコイド膜形成に必須なvipp1と有意な相同性を示すG.violaceusのvipp1遺伝子をSynechocystisに導入した後、内在のVipp1遺伝子を完全に破壊した。得られた形質転換対は、チラコイド膜を形成し、野生型と比較しても有意な差は見られなかった。本結果より、Vipp1がチラコイド膜形成に特異的な因子ではないことが判明した。
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Research Products
(25 results)
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[Journal Article] Molecular environments of divinyl chlorophylls in Prochlorococcus and Synechocystis : Differences in fluorescence properties with chlorophyll replacement2011
Author(s)
Mimuro, M., Murakami, A., Tomo, T., Tsuchiya, T., Watabe, K., Yokono, M., Akimoto, S.
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Journal Title
Biochim.Biophys.Acta
Volume: 1807
Pages: 471-481
Peer Reviewed
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[Journal Article] Redox potential of pheophytin a in photosystem II of two cyanobacteria having the different special pair chlorophylls2010
Author(s)
Allakhverdiev, S.I., Tomo, T., Shimada, Y., Kindo, H., Nagao, R., Klimov, V.V., Mimuro, M.
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Journal Title
Proc.Natl.Acad.Sci.USA
Volume: 107
Pages: 3924-3929
Peer Reviewed
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[Journal Article] Binding and functional properties of five extrinsic proteins in oxygen-evolving Photosystem II from a marine centric diatom, Chaetoceros gracilis2010
Author(s)
Nagao, R., Moriguchi, A., Tomo, T., Niikura, A., Nakajima, S., Suzuki, T., Okumura, A., Iwai, M., Shen, J.-R., Ikeuchi, M., Enami, I.
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Journal Title
J.Biol.Chem.
Volume: 285
Pages: 29191-29199
Peer Reviewed
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