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光化学系II反応中心の分子構築とその動態の研究

研究課題

研究課題/領域番号 02454013
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
研究機関岡山大学

研究代表者

佐藤 公行  岡山大学, 理学部, 教授 (10032822)

研究分担者 高橋 裕一郎  岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (50183447)
山本 泰  岡山大学, 理学部, 助教授 (40091251)
研究期間 (年度) 1990 – 1991
研究課題ステータス 完了 (1991年度)
配分額 *注記
7,200千円 (直接経費: 7,200千円)
1991年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
1990年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
キーワード光合成 / 光化学系II / 反応中心 / D1タンパク質 / 分子構築 / 電荷分離 / キノン / 蛋白合成 / 光化学系II反応中心 / D1蛋白質 / Pー680 / EPR / プロセシングプロテア-ゼ / 翻訳制御 / 光化学反応中心 / Cー末プロセシング / クロロフィル
研究概要

[A]光化学系II反応中心の構造の解析
これまでの研究により、光化学系II反応中心の単離に成功し、これがD1、D2と呼ばれる2種の蛋白質を中心に構築されていることを明らかにした。本研究では、そのポリペプチド組成比および色素組成比を決定した。また、外部からキノンの誘導体を添加してQ_AおよびQ_B機能の回復を試みた結果、ある種のキノン誘導体が極めて効率よく電荷の再結合と再結合の結果生ずるP-680の三重項状態( ^3P-680)形成を阻害し、正電荷を安定化することを示した。
一方、配向した反応中心について ^3P-680のEPRシグナルを用いてその存在状態を解析し、この状態を担うクロロフィルのポリフィリン面が膜に対して約30゚の角度を持つことを推論した。
[B]光化学系II反応中心の損傷と修復の解析
光化学系II反応中心は[A]で示したように、D1、D2蛋白質を中心に構築されている。ところが、D1蛋白質は光照射下で急速に分解され、新しく合成された蛋白質で置換される。本研究では、光に依存するD1蛋白質の合成に焦点をしぼり、その分子機構を解析した。
(1)D1蛋白質C-末切断酵素の純化
D1蛋白質は合成直後に、そのC末9残基が切断されことにより酸素発生系の構築が可能になる。本研究ではこの過程に関与する酵素の純化を試み、これにほぼ成功した。
(2)D1蛋白質合成の光制御のメカニズムの解析
単離葉緑体を用いてD1蛋白質合成の光制御の機作を解析し、これがATPの葉緑体ストロマ画分により支配されていることを明らかにした。また、mRNA翻訳の伸長段階の特定の段階で停止する現象を見出し、これが光制御の一断面を示している可能性を示した。

報告書

(3件)
  • 1991 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1990 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (25件)

  • [文献書誌] X.-S.Tang,K.Fushime and K.Satoh: "D1-D2 complex of the photosystem II reaction center from spinach:isolation and characterization." FEBS Lett.273. 257-260 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.J.E.van Mieghem,K.Satoh and A.W.Rutherford: "Chlorophyll tilted 30゚ relative to the membrane in the PSll reaction center." Biochim.Biophys.Acta.1058. 379-385 (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kuroda,N.Inagaki and K.Satoh: "The level of stromal ATP regulates translation of the D1 protein in isolated chloroplasts." Plant & Cell Physiol.33. 33-39 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Inagaki and K.Satoh: "Accumulation of a translation intermediate of D1 protein by light-dark transition in isolated chloroplasts." FEBS Lett.300. 5-8 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Aizawa,T.Shimizu,T.Hiyama,K.Satoh,Y.Nakamura and Y.Fujita: "Changes in composition of membrane peptides in Synechocystis PCC6803 in response to light quality for photosynthetic growth." Photosynth.Res.32. 131-138 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Satoh: "Organization of the photosystem II reaction center." in “Regulation of Chloroplast Biogenesis"(J.II. Argyroudi-Akoyunoglou ed.). 367-372 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] X.-S. Tang, K. Fushime and K. Satoh: "D1-D2 complex of the photosystem II reaction center from spinach : Isolation and characterization" FEBS Lett. 273. 257-260 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.J.E. van Mieghem, K. Satoh and A.W. Rutherford: "Chlorophyll tilted 30゚ relative to the membrane in the PSII reaction center" Biochim. Biophys. Acta. 1058. 379-385 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kuroda, N. Inagaki and K. Satoh: "The level of stromal ATP regulates translation of the D1 protein in isolated chloroplasts" Plant & Cell Physiol. 33. 33-39 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Inagaki and K. Satoh: "Accumulation of a translation intermediate of D1 protein by light-dark transition in isolated chloroplasts" FEBS Lett. 300. 5-8 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Aizawa, T. Shimizu, T. Hiyama, K. Satoh, Y. Nakamura and Y. Fujita: "Changes in composition of membrane peptides in Synechocystis PCC 6803 in response to light quality for photosynthetic growth" Photosynth. Res. 32. 131-138 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Satoh: "Organization of the photosystem II reaction center" Regulation of Chloroplast Biogenesis (J. H. Argyroudi-Akoyunoglou ed.) Plenum Pub. Corp. NY. 367-372 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.J.E.van Mieghem,K.Satoh & A.W.Rutherford: "A chlorophyll tilted 30° rolative to the membrane in the Photosystem II reaction centre." Biochim.Biophys.Acta.1058. 379-385 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nakane,M.Iwaki,K.Satoh & S.Itoh: "Artificial quinones replace the function of quinone electron acceptor (Q_A) in the isolated D1ーD2ーcytochrome b_<559> Photosystem II reaction center complex" Plant Cell Physiol.32(8). 1165-1171 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kuroda,N.Inagaki & K.Satoh: "The level of stromal ATP regulates translation of the D1 protein in isolated chloroplasts." Plant Cell Physiol.33(1). 33-39 (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] N.Inagaki & K.Satoh: "Accumulation of a translation intermediate of D1 protein by lightーdark transition in isolated spinach chloroplasts." FEBS Lett.(1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] K.Satoh: "Organization of the photosystem II reaction center." Regulation of Chloroplast Biogenesis (J.H.ArgyroudiーAkoyunogloued.) Plenum Pub.Corp.(1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 佐藤 公行: "光合成器官の分子構築と機能 現代植物生理学講座(分担)" 朝倉書店, 18 (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] K.Satoh: "Isolation and Properties of the Photosystem II Reaction Center,In J.Norris & J.Deisenhofer eds.“The Photosynthetic Reaction Center"" Academic Press, (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Takahashi,K.Satoh and S.Itoh: "Silicomolybdate substitutes for the function of primary electron acceptor and stabilizes charge separtion in the photosystem II reaction center complex" FEBS Lett.255. 133-138 (1989)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] S.Fujita,N.Inagaki,T.Ono,Y.Inoue and K.Satoh: "Cleavage of a synthetic COOHーterminal oligopeptide D1 precursor protein by a purified processing enzyme" FEBS Lett.255. 1-4 (1989)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] K.Satoh,O.Hansson and P.Mathis: "Charge recombination between stabilized Pー680^+ and reduced cytochrome bー559 in quinoneーreconstituted PSII reaction center" Biochim.Biophys.Acta. 1016. 121-126 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Takahashi,H.Nakane,H.Kojima and K.Satoh: "Chromatographic purification and determination of the Carboxy terminal sequences of photosystem II reaction center Protein D1 and D2" Plant & Cell Physiol.31. 273-280 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kobayashi,H.Maeda,T.Watanabe,H.Nakane and K.Satoh: "Chlorophyll a and βーcarotene content in the D_1/D_2/cytochrome bー559 reaction center complex from spinach" FEBS Lett.260. 138-140 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] X.ーS.Tang,K.Fushimi and K.Satch: "D1ーD2 complex of the photosystem II reaction center from spinach;Isolation and characterization" FEBS Lett.273. 257-260 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書

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公開日: 1990-04-01   更新日: 2016-04-21  

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