2020 Fiscal Year Annual Research Report
Regulation of light-harvesting strategy dependent on proton motive forth in the red-lineage oxyphototrophs
Publicly Offered Research
| Project Area | New Photosynthesis : Reoptimization of the solar energy conversion system |
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| Project/Area Number |
19H04726
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
長尾 遼 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特任講師 (30633961)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 光合成 / 光捕集 / 集光性色素タンパク質 / 励起エネルギー移動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
集光性色素タンパク質（LHC）は、光エネルギーを捕集し、光化学系タンパク質（PSI、PSII）へと伝達する重要な役割を担う。LHCは光合成生物種間で多様であり、タンパク質構造の違いに加え、色素分子の種類や数の違いも見出されている。LHCの多様性は、光合成生物の見た目の色の違いをもたらし、励起エネルギー伝達機構の違いを担う。本研究では褐色を呈する珪藻を材料とし、珪藻の特殊なLHCであるフコキサンチンクロロフィルタンパク質（FCP）の機能構造解明を目指す。
クライオ電子顕微鏡単粒子解析により、珪藻のPSI-FCPI超複合体の立体構造を解明した。その結果、PSIには遺伝子の異なる16個のFCPが結合していることを見出した。陸上植物のPSIには4個のLHCが結合しているため、珪藻と陸上植物とでPSIのアンテナサイズが大きく異なることを明らかにした。この結果を論文として纏めた。
培養条件の変化がFCPの発現に及ぼす影響を調べた結果、温度および二酸化炭素濃度を変化させることにより、FCPの発現調節が変化することを見出した。特に、30度、3%CO2の培養条件において、新規のFCPが発現した。この結果を論文として纏めた。
強光照射した珪藻からFCPを調製し、励起エネルギーダイナミクスを調べた。強光により、状態の異なるFCPが発現し、励起エネルギー消光を誘導することが判明した。光合成生物は光の強さを感じると光阻害を起こす。光阻害が進行することによりチラコイド膜のルーメン側が酸性化される。強光およびpH変化によってFCPの状態が変わり、励起エネルギーダイナミクスの変化が生じたのであろう。この結果を論文として纏めた。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(13 results)
