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チラコイドにおける機能分子の量的構成の調節による光合成機能の維持

研究課題

研究課題/領域番号 01480017
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 植物生理学
研究機関岡崎国立共同研究機構

研究代表者

藤田 善彦  岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 教授 (40013560)

研究期間 (年度) 1989 – 1991
研究課題ステータス 完了 (1991年度)
配分額 *注記
6,700千円 (直接経費: 6,700千円)
1991年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
1990年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1989年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
キーワード光合成 / 光化学系I / クロロフィル合成 / シトクロムb_6 / 電子伝達 / PSI / PSII / チラコイド / ラン藻 / 形成調節 / クロロフィルa合成 / シトクロムb__ー_6-f__ー / クロロフィルa / チトクロムb_6ーf
研究概要

酸素発生を伴う光合成の光エネルギ-変換系は2種の光化学反応中心たん白複合体,PSIとPSIIにより駆動される。従って,PSIとPSIIの反応バランスがエネルギ-変換効率を決める。この効率維持のためのチラコイドの調節能の一つとして,チラコイド電子伝達状態がモニタ-され電子伝達末端で働くPSI量がその合成調節を通じて調節されて,PSIとPSII量比が光合成条件に適するようになることを我々は見出した。この調節のしくみを明らかにするために,(1)信号となる電子伝達反応,(2)信号変換・伝達,(3)PSI形成の制御部位を明らかにすることを行った。
(1)については,PSI形成の調節変化の前後の電子伝達状態を内光分光法で詳細に検討し,シトクロムb_6酸化反応が検知されていること,そしてこの反応はQcサイト阻害剤で阻害されることを明らかにした。
(2)及び(3)については,PSI形成に必要なアポたん白合成とChla合成の二面について,シトクロムb_6酸化との関連を含めて解析を行った。アポたん白合成の速度が信号により2倍まで促進されること,この促進と同時にChla合成も加速され,その両者の時間的変化が一致することが判った。また,Chla合成は,PSI形成が抑制されている時に抑制され,信号を阻害するHQNOによりその解除が阻害されることも判った。これらの検討から,(i)Chla合成調節がPSI形成調節の主要なしくみであり,(ii)この調節は,シトクロムb_6酸化の信号により誘起され,Chla合成末端での抑制的調節が信号により解除されることによりPSI形成が促進されるものとの推定をえた.また,この信号変換・伝達には少なくとも2種の回転の早いたん白が働いているとの推論もえた.

報告書

(4件)
  • 1991 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1990 実績報告書
  • 1989 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (48件)

  • [文献書誌] 藤田 善彦,岩間 由美,大城 香,村上 明男,萩原 直樹: "Regulation of lightーharvesting antennae in response to light intesity in the green alga Chlorella pyrenoidosa." Plant Cell Physiology. 30. 1029-1037 (1989)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 藤田 善彦,村上 明男,大城 香: "Regulation of the stoichiometry of thylakoid components in the photosynthetic system of cyanophytes:Model experiments showing that control of synthesis or supply of Chl a can change the stoichiometric relationーbetween the two photosystems" Plant Cell Physiology. 31. 145-153 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.P.Hdhikary,村上 明男,大城 香,藤田 善彦: "Photoregulation of respiratory activity in the cyanophyte Synechocystis PCC 6714:The possibility of the simultaneous regulation of the amount PSI complex and the activity of respiratory terminal oxidase in thylakoids." Plant Cell Physiology. 31. 527-532 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.G.Rueter,大城 香,藤田 善彦: "The effect of iron nutrition on photosynthesis and nitrogenーfixation in cultures of Trichodesmium (cyanophyceae)." Journal of Phycology. 26. 30-35 (1990)

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  • [文献書誌] 藤田 善彦: "Regulation of stoichiometry among thylakoid components in response to light regime:A story of the dynamic nature of the thylakoid system in cyanophytes." Regulation of Photosynthetic Processes,special issue of Botanical Magazine,Tokyo. 2. 29-42 (1990)

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  • [文献書誌] 大城 香,P.G.Falkowski J.G.Rueter,藤田 善彦: "Experimental study of the marine cyanophyte Trichodesmium sp.,a nitrogenーfixing phytoplankton in tropical and subtropical sea area." Marine Biology,Its Accomplishment and Furture Prospect.(Mauchline,J.and Nemoto,T.eds),Hokusenーsha,Tokyo. 206-216 (1990)

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  • [文献書誌] 村上 明男,藤田 善彦: "Steady state of photosynthetic electron,transport in cells of the cyanophyte Synechocystis PCC 6714 having different storichiometry between PSI and PSII:Analysis of flashーinduced oxidationーreduction of cytochrome f and P700 under steady state of photosynthesis." Plant Cell Physiology. 32. 213-222 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 村上 明男,藤田 善彦: "Regulation of photosystem stoichiometry in the photosynthetic system of the cyanophyte Synechocysis PCC 6714 in response lightーintensity." Plant Cell Physiology. 32. 223-230 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 池谷 透,大城 香,高橋 正征,藤田 善彦: "Photosynthetic pigment system of picophytoplankton of cyanophytes isolated from subsurface water in the Kuroshio area." Journal of Oceanographic Society of Japan. 47. 1-6 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大城 香,藤田 善彦: "Complementary chromatic adaptation in the cyanobacterium Tolypothrixtenuis:Location of phycoerythrin newly synthesizedby green illumination." Plant Cell Physiology. 32. 827-834 (1991)

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  • [文献書誌] 横山 英一,村上 明男,桜井 英博,藤田 善彦: "Effect of supraーhigh irradiation on the photosynthetic system of the cyanophyte Synechocystis PCC 6714." Plant Cell Physiology. 32. 827-834 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A,F.Post,三室 守,藤田 善彦: "Light 2 directed changes in the effective crossーsection of photosystem II in Synechocystis 27170 are related to modified action on the donor side of the reaction center." Biochimica Biophysica Acta. 1060. 67-74 (1991)

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  • [文献書誌] 篠原 健司,村上 明男,藤田 善彦: "Biochemical characteristics of thylakoid membranes in chloroplasts of darkーgrown pine cotyledons." Plant Physiology. 98. 39-43 (1992)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 相澤 克則,清水 徳郎,檜山 哲夫,佐藤 公行,藤田 善彦: "Changes in composition of membrane proteins accompanying the regulation of PSI/PSII stoichiometry observed with Synechocystis PCC 6803." Photosynthesis Research.

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  • [文献書誌] 大橋 和子,村上 明男,田中 歩,辻 英夫,藤田 善彦: "Developmental changes in amounts of thylakoid components in plastids of barley leaves." Plant Cell Physiology.

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  • [文献書誌] 藤田 善彦: "Plasticity of biological system for lightーenergy conversion in oxygenic photosynthesis." Proceedings of MRS Symposium for Photobiomaterials.

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita, Y., Iwama, Y., Ohki, K., Murakami, A. and Hagiwara, N.: "Regulation of light-harvesting antennae in response to light intensity in the green alga Chlorella pyrenoidosa." Plant Cell Physiol.30. 1029-1037 (1989)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita, Y., Murakami, A. and Ohki, K.: "Regulation of the stoichiometry of thylakoid componets in the photosynthetic system of cyanophytes : Model experiments showing that control of the synthesis or supply of Chl a can change the stoichiometric relationship between the two photo-systems." Plant Cell Physiol.31. 145-153 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Adhikary, S. P., Murakami, A. and Fujita, Y.: "Photoregulation of respiratory activity in the cyanophyte Synechocystis PCC 6714 : The possibility of the simultaneous regulation of the amount of PSI complex and the activity of respiratory terminal oxidase in thylakoids." Plant Cell Physiol.31. 527-532 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Rueter, J. G., Ohki, K. and Fujita, Y.: "The effect of iron nutrition on photosynthesis and nitrogen fixation in cultures of Trichodesmium (cyanophyceae)." J. Phycol.26. 30-35 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita, Y.: "Regulation of stoichiometry among thylakoid components in response to light regime : A story of the dynamic nature of the thylakoid system in cyanophytes." Regulation of Photosynthetic Processes. special issue of Bot. Mag., Tokyo 2. 29-42 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ohki, K., Falkowski, P. G., Rueter, J. G. and Fujita, Y.: "Experimental study of the marine cyanophyte Trichodesmium a nitrogen-fixing phytoplankton in tropical and subtropical sea area." Marine Biology, Its accomplishment and Future Scope.206-216 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Murakami, A. and Fujita, Y.: "Steady state of photosynthetic electron transport in cells of the cyanophyte Synechocystis PCC 6714 having different stoichiometry between PSI and PSII : Analysis of flash-induced oxidation-reduction of cytochrome f and P700 under steady state of photosynthesis." Plant Cell Physiol.32. 213-222 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Murakami, A. and Fujita: "Regulation of photosystem stoichiometry in the photosynthetic system of the cyanophyte Synechocystis PCC 6714 in response to light-intensity." Plant Cell Physiol.32. 223-230 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ikeya, T., Ohki, K., Takahashi, M. and Fujita, Y.: "Photosynthetic pigment system of picophytoplankton of cyanophytes isolated from subsurface water in the Kuroshio area." J. Oceanogr. Soc. Japan. 47. 1-6 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ohki, K. and Fujita, Y.: "Complementary chromatic adaptation in the cyanobacterium Tlypothrix tenuis : Location of phycoerythrin newly synthesized by green illumination." Plant Cell Physiol.32. 483-488 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yokoyama, E., Murakami, A., Sakurai, H. and Fujita, Y.: "Effect of supra-high irradiation on the photosynthetic system of the cyanophyte Synechocystis PCC 6714." Plant Cell Physiol.32. 827-834 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Post, A. F., Mimuro, M. and Fujita, Y.: "Light 2 directed changes in the effectives cross-section of photosystem II in Synechocystis 27170 are related to modified action on the donor side of the reaction center." Biochim. Biophys. Acta. 1060. 67-74 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shinohara, k., Murakami, A. and Fujita, Y.: "Biochemical characteristics of thylakoid membranes in chlorplasts of dark-grown pine cotyledons." Plant Physiol.98. 39-43 (1992)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Aizawa, K., Shimizu, T., Hiyama, T., Satoh, K. and Fujita, Y.: "Changes in composition of membrane proteins accompanying the regulation of PSI/PSII stoichiometry observed with Synechocystis PCC 6803." Photosyn. Res.

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ohashi, K., Murakami, A., Tanaka, A., Tsuji, H. and Fujita, Y.: "Developmental changes in amounts of thylakoid components in barley leaves." Plant Cell Physiol.

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita, Y.: "Plasticity of biological system for light-energy conversion in oxygenic photosynthesis." Proceedings of MRS Symposium for Photobiomaterials.

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大城 香,藤田 善彦: "Complementary chromatic adaptation in the cyanobacterium,Tolypothrix tenuis:Locarion of phycoerythrin newly synthesized by green illumination." Plant Cell Physiology. 32. 483-488 (1991)

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      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 横山 英一,村上 明男,桜井 英博,藤田 善彦: "Effect of supraーhigh irradiation on the photosynthetic system of the cyanophyte Synechocystis PCC 6714." Plant Cell Physiology. 32. 827-834 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] A.F.Post,三室 守,藤田 善彦: "Light 2 directed changes in the effective absorption crossーsection of photosystem II in Synechocystis 27170 are related to modified action on the donor side of the reaction center." Biochimica Biophysica Acta. 1060. 67-74 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 篠原 健司,村上 明男,藤田 善彦: "Biochemical characteristics of thylakoid membranes in chloroplasts of darkーgrown pine cotyledons." Plant Physiology. 98. 39-43 (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 相澤 克則,清水 徳郎,檜山 哲夫,佐藤 公行,藤田 善彦: "Changes in composition of membrane proteins accompanying the regulation of PSI/PSII stoichiometry observed with Synechocystis PCC 6803." Photosynthesis Research.

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 大橋 和子,村上 明男,田中 歩,辻 英夫,藤田 善彦: "Developmental changes in Amounts of thylakoid components in plastids of barley leaves." Plant Cell Physiology.

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] S。P。Adhikary,村上 明男,大城 香,藤田 善彦: "Photoregulation of respiratory activity in the cyanophyte <Synechocystis>___ー PCC 6714:the possibility of the simultaneous regulation of the amounts of PS I complex and respiratory terminal oxidase in thylakoids。" Plant Cell Physiology. 31. 527-532 (1990)

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      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 大城 香,P。G。Falkowski,J。G。Rueter,藤田 善彦: "Experimental study of the marine cyanophyte <Trichodesmium>___ー sp。,a nitrogenーfixing phytoplankton in tropical and subtropical sea area。" Marine Biology,its accomplishment and future scope. 205-216 (1991)

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      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 村上 明男,藤田 善彦: "Steady state of photosynthetic electron transport in cells of the cyanophyte <Synechocystis>___ー PCC 6714 having different stoichiometry between PS I and PS II:analysis of flashーinduced oxidationーreduction of Cyt f__ー and P700 under steady state of photosynthesis." Plant Cell Physiology. 32. (1992)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 村上 明男,藤田 善彦: "Regulation of photosystem stoichiometry in the photosynthetic system of the cyanophyte <Synechocystis>___ー PCC 6714 in response to lightーintensity" Plant Cell Physiology. 32. (1992)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 池谷 透,大城 香,高橋 正征,藤田 善彦: "Photosynthetic pigment system of picophytoplankton of cyanophytes isolated from subsurface water in Kuroshio area" Journal of the Oceanographical Society of Japan. 48. (1992)

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      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 藤田善彦,岩間由美,大城香,村上明男,萩原直樹: "Regulation of the size of light-harvesting antennae in response to to light intensity in the green alga Chlorella pyrenoidosa" Plant Cell Physiology. 30. 1029-1037 (1989)

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 藤田善彦,村上明男,大城香: "Regulation of the stoichiometry of thylakoid components in the photosynthetic system of cyanophytes:model experiments showing that control of the synthesis or supply of Chl a can change the stoichiometric relationship hetween the two photosystems" Plant Cell Physiology. 31. 145-153 (1990)

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] S.P.Adhikary,村上明男,大城香,藤田善彦: "Photoregulation of respiratory activity in the cyanophyte Synechocystis PCC 6714:the possibility of the simultaneous regulation of the amounts of PS I complex and respiratory terminal oxidase in thylakoids" Plant Cell Physiology.

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 藤田善彦: "Regulation of stoichiometry among thylakoid components in response to light regime:a story of the dynamic nature of the cyanobacterial thylakoid system." Regulation of Photosynthetic Processes(Kanai,R.,Katoh.S.and Miyachi,S.eds),special issue of Botanical Magazine.

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 藤田善彦: "光条件は光化学系の量的構成を変えるーチラコイドの動的姿の一つの表われー" 植物細胞工学.

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      1989 実績報告書

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公開日: 1989-04-01   更新日: 2016-04-21  

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