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2015 Fiscal Year Annual Research Report

1分子観測による光合成タンパク質超複合体の可視化

Research Project

Project/Area Number 26660087
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

伊福 健太郎  京都大学, 生命科学研究科, 助教 (50359783)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Keywords植物 / 光合成 / 葉緑体 / チラコイド膜 / タンパク質複合体
Outline of Annual Research Achievements

葉緑体チラコイド膜においては、光合成電子伝達鎖を形成する膜タンパク質複合体が膜上で集合し、安定もしくは過渡的な超複合体を形成して機能することが報告されている。本研究では、電子顕微鏡を用いた単分子観測によって、それらを可視化することを目指した。
1)モデル系として、結晶構造解析に用いられている好熱性シアノバクテリアSynechococcus elongatus由来の光化学系II精製標品を用いて、位相板を有するクライオ電子顕微鏡を用いて画像を取得し、3次元立体構造の構築を試みた。結晶中とは異なり、光化学系IIの2つのダイマーが、酸素発生系を外側に向ける形で相互作用した像を認めた。一方、ダイマー同士の相互作用の仕方は、粒子間で少しずつ異なり、これが分解能が向上しない要因となっていると考えられた。位相板の使用は、直接分解能の向上に寄与しなかったが、クライオ電顕像から目視で異なる粒子を選抜するのに有効であると考えられた。
2)クラミドモナス変異体に、ヒスチジンタグを付加した光化学系II膜表在性タンパク質を形質転換により発現させ、アフィニティークロマトグラフィーによって光化学系II複合体を精製した。その結果、集光タンパク質を結合したPSII-LHCII超複合体のみが濃縮されることを見出した。電子顕微鏡解析により、得られた粒子の状態を確認し、さらなる精製条件の最適化を行った。

  • Research Products

    (12 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (7 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of London, Queen Mary(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      University of London, Queen Mary
  • [Journal Article] The N-terminal sequence of the extrinsic PsbP protein modulates the redox potential of Cyt b559 in photosystem II.2016

    • Author(s)
      Nishimura T, Nagao R, Noguchi T, Nield J, Sato F and Ifuku K
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 6 Pages: 21490

    • DOI

      10.1038/srep21490

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Structural Coupling of Extrinsic Proteins with the Oxygen-Evolving Center in Photosystem II2016

    • Author(s)
      Ifuku K, Noguchi T
    • Journal Title

      Frontiers in Plant Science

      Volume: 7 Pages: 84

    • DOI

      10.3389/fpls.2016.00084

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Photoinhibition of Photosystem II in Transplastomic Lettuce (Lactuca sativa) Dominantly Accumulating Astaxanthin2015

    • Author(s)
      Fujii R, Yamano N, Hashimoto H, Misawa N, Ifuku K
    • Journal Title

      Plant & Cell Physiology

      Volume: in press Pages: ...

    • DOI

      pii: pcv187

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 緑藻クラミドモナスにおけるHis タグ付加PsbP タンパク質を用いた光化学系II の機能相補と精製2016

    • Author(s)
      西村太志,佐藤文彦,伊福健太郎
    • Organizer
      第57回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      岩手大学
    • Year and Date
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [Presentation] PELDOR法を用いた光化学系II表在性サブユニットPsbPの結合位置の解析2016

    • Author(s)
      浅田瑞枝、西村大志、佐藤文彦、伊福健太郎、三野広幸
    • Organizer
      第57回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      岩手大学
    • Year and Date
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [Presentation] カルボニルカロテノイドが結合したLHCIIの構造と機能2016

    • Author(s)
      山野奈美、伊福健太郎、橋本秀樹、三沢典彦、藤井律子
    • Organizer
      第57回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      岩手大学
    • Year and Date
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [Presentation] アスタキサンチン生産レタスにおける光化学系IIの光阻害と光保護2016

    • Author(s)
      藤井律子、山野奈美、橋本秀樹、三沢典彦、伊福健太郎
    • Organizer
      第57回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      岩手大学
    • Year and Date
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [Presentation] 葉緑体NAD(P)H dehydrogenase 様複合体におけるPsbQ-Like(PQL)3 タンパク質の局在と分子機能2016

    • Author(s)
      横江友貴,仲村渉,藪田真也,佐藤文彦,伊福健太郎
    • Organizer
      第57回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      岩手大学
    • Year and Date
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [Presentation] シロイヌナズナ変異体psbo1 における光阻害防御機構の解析2016

    • Author(s)
      安原咲希,佐藤文彦,伊福健太郎
    • Organizer
      第57回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      岩手大学
    • Year and Date
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [Presentation] 光化学系II表在性サブユニットPsbP結合位置の解析2015

    • Author(s)
      浅田瑞枝、西村大志、佐藤文彦、伊福健太郎、三野広幸
    • Organizer
      第54回電子スピンサイエンス学会年会(SEST2015)
    • Place of Presentation
      新潟コンベンションセンター
    • Year and Date
      2015-11-02 – 2015-11-04
  • [Book] "Regulation of photosynthetic electron transport via supercomplex formation in the thylakoid membrane", In: "Redox Proteins in Supercomplexes and Signalosomes" (R. Louro and I. Diaz-Moreno, Eds.)2015

    • Author(s)
      Ifuku K, Shikanai T
    • Total Pages
      21
    • Publisher
      CPC press, Boca Raton, FL

URL: 

Published: 2017-01-06   Modified: 2022-01-31  

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