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2012 Fiscal Year Annual Research Report

光化学系II修復メカニズムの解明

Research Project

Project/Area Number 22770042
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

加藤 裕介  岡山大学, 資源植物科学研究所, 特別契約職員(助教) (10437569)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywords光合成 / 葉緑体 / 光阻害 / タンパク質分解 / FtsH
Research Abstract

本研究ではFtsH、Degプロテアーゼが光化学系II修復サイクルに与える影響とその関係性を明らかにするために、変異体でのD1タンパク質分解能力の評価、ならびに多重変異体の解析を行った。はじめにdeg5 deg8変異体では強光条件下でのみD1タンパク質の分解が遅れることを確かめた。また実験条件を再度検討することで、これまで検出できなかったD1タンパク質分解産物の検出を可能とした。この手法を用いて、D1タンパク質の分解機構を解析した。その結果、var2変異体においてD1タンパク質分解産物が有意に蓄積していることが示された。また、var2変異体とdeg5もしくはdeg8変異体をかけ合わせ作成したvar2 deg5、var2 deg8変異体をさらにかけ合わせ作成したvar2 deg5 deg8変異体の解析を行い、D1タンパク質分解産物がDegプロテアーゼの活性によって産生されることを明らかとした。これらの結果から、D1分解産物をFtsHがさらに分解するというD1分解モデルが実際に葉緑体内で起こっていることが証明された。また葉緑体内の他のプロテアーゼの動向を解析した結果、FtsHを欠損した変異体ではFtsHの代わりにClpプロテアーゼの発現が増加し、その一部がチラコイド膜に局在するようになることを明らかとし、葉緑体内で複数のプロテアーゼが互いの役割を相補している可能性が示唆された。さらに、var2変異体とD1タンパク質のリン酸化が起きないstn8変異体をかけ合わせ作製したvar2 stn8二重変異体を解析した結果、D1タンパク質のリン酸化とFtsHによるD1タンパク質の分解の間に何らかの関連があることが示唆された。またD1タンパク質のリン酸化を欠く変異体ではD1タンパク質分解産物が蓄積しやすくなっており、D1タンパク質分解経路が変化している可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2013 2012

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Possible compensatory role among chloroplast proteases under excess-light stress condition2013

    • Author(s)
      Kato Yusuke
    • Journal Title

      Plant Signaling Behavior

      Volume: 8 Pages: e23198

    • DOI

      doi:pii: e23198

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Variegated tobacco leaves generated by chloroplast FtsH suppression: implication of FtsH function in the maintenance of thylakoid membranes2012

    • Author(s)
      Kato Y, Kouso T, Sakamoto W
    • Journal Title

      Plant Cell Physiol

      Volume: 53 Pages: 391-404

    • DOI

      doi:10.1093/pcp/pcr189

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cooperative D1 Degradation in the Photosystem II Repair Mediated by Chloroplastic Proteases in Arabidopsis2012

    • Author(s)
      Kato Yusuke
    • Journal Title

      Plant Physiology

      Volume: 159 Pages: 1428-1439

    • DOI

      doi: 10.1104/pp.112.199042

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] FtsH高発現植物体における光合成能とストレス耐性の評価2013

    • Author(s)
      加藤裕介
    • Organizer
      日本植物生理学会第54 回年会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      20130321-20130323
  • [Presentation] Analysis of D1 degradation in the mutants lacking phosphorylation of PSII core protein2012

    • Author(s)
      Kato Yusuke
    • Organizer
      Okayama University International Symposium“ Structure and Dynamics of Photosynthetic Systems”
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      20121022-20121023
  • [Book] In Chloroplast Development during Leaf Growth and Senescence, Advances in Photosynthesis and Respiration Series2013

    • Author(s)
      Kato Yusuke
    • Total Pages
      52
    • Publisher
      Plastid protein degradation during leaf development and senescence: Role of protease and chaperones

URL: 

Published: 2014-07-24  

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