• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

葉緑体を中心とする電子伝達反応の制御機構

研究課題

研究課題/領域番号 06044086
研究種目

国際学術研究

配分区分補助金
応募区分共同研究
研究機関金沢大学

研究代表者

和田 敬四郎  金沢大学, 理学部, 教授 (70028174)

研究分担者 BLANKENSHIP アール.イー  アリゾナ州立大, Dept. Chem. Biochem., 教授
GOLBECK J.H.  ネブラスカ大, Dept. Biochem., 教授
BUCHANAN B.B  カリフォルニア大(バークレー)Dept. Plant Biol., 教授
大岡 宏造  大阪大学, 理学部, 助手 (30201966)
佐伯 和彦  大阪大学, 理学部, 助手 (40201511)
星名 哲  金沢大学, 理学部, 助手 (50019486)
松原 央  岡山理科大学, 理学部, 教授 (00028242)
BLANKENSHIP Robert e.  Dept.of Chem.Biochem., Arizona State Univ.
研究期間 (年度) 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
1994年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
キーワードFNR / 葉緑体 / 光化学系I複合体 / プラスチド / 電子伝達系 / Fe-Sセンター / 非光合成組織 / フェレドキシン
研究概要

光合成は、ピコ秒レベルの早い光化学反応から、還元力とATP生成のための電子伝達、またそれらを利用したCO_2,N,S等の無機物の還元同化まで一貫した反応と捉らえる必要がある。さらにこれらの反応は環境から幾多のストレスを受け、適応しながら植物は生育して行く。このように植物の光合成には4つの調節機構がある。
1.2つの光化学系レベルでの光エネルギー補集の調節
2.循環的電子伝達系の制御
3.ATP生成とNADPH生成のバランス
4.還元型フェレドキシンの還元力が、NADP還元、無機物の還元同化、および酵活性の調節を行うフェレドキシン-チオレドキシン系にどのように配分されるか本年は国内のエキスパートの外、アリゾナ州立大学(テンピ)のブランケンシップ教授、ネブラスカ大学(リンカーン)のゴルベック教授およびカリフォルニア大学(バークレー)のブキャナン教授を加え、共同研究を組織する。
星名は従前からポリエチレン・グルコールと熱処理を利用し、ホウレンソウ葉緑体から調製した光化学系I複合体を更に単純化し、反応中心の2つの大サブユニットの外、センターABを保持するタンパク質および1〜2個のタンパク質から成り、わずかなアンテナ・クロロフィルを有する複合体を用いてP_<700>からセンターXへの、またセンターXからセンターABへの電子伝達を測定し、速度論的解析を行った。
大岡は、緑色イオウ細菌の光化学系を調製することに成功し、その構成成分を解析すると共にそれらの電子伝達反応をアリゾナ州立大学(テンピ)のブランケンシップ教授との共同で研究した。電子伝達反応の解析からも構成成分の存在を明らかにすることができ、緑色イオウ細菌の光化学系は典型的なFe-Sタイプの光化学系であることを確認した。この系は、大量に調整することができれば、X線による結晶構造解析の可能性があり、非常に興味深い。
佐伯は、細菌におけるフェレドキシンを中心とした電子伝達の競争に遺伝子の改変によりタンパク質に変化を導入したものがどのようなeffectsを及ぼすのかをフィラデルフィアのペンシルベニア大学大西智子氏およびダルダル氏の協力で検討した。さらに光合成細菌のフェレドキシンを大腸菌中で発現させ、N_2固定との間の電子伝達がどのように調節されるのかを検討するものである。
同様にゴルベックは光化学系I反応中心複合体を構成する種々のサブユニット・タンパク質遺伝子を改変し、複合体自体のアッセンブリーと遺伝子改変の影響を調べた。多くのものは複合体のアッセンブリー自体を防げるようであるが、数種のものは非常に興味深い結果となっている。
非光合成組織のplastidsを利用した電子伝達機構の調節の解析については和田、松原、ブキャナンが協力して研究し、ホウレンソウの根およびモヤシマメの幼植物を用いて、フェレドキシンとフェレドキシン-NADP還元酵素(FNR)を精製し、詳しい性質を調べた。モヤシマメの幼植物の葉緑体には通常非光合成組織でのみ発現しているroot型ののFNRが発現していることが明らかになり、その生理的性質から非光合成的に電子伝達を行い、Nの代謝に関係していることが示唆され、Plant Phyhsiologyに投稿することができた。すなわち、幼植物では暗所でも貯蔵されている糖を利用して、酸化的pentose phosphate pathwayから生成されたNADP-FNRを介してフェレドキシンを還元し、窒素の代謝を行っているようである。これはやがて光合成能力の増大と共に失われ、通常の葉緑体の機能となるらしい。また、トマト果実の熟成に伴う葉緑体からchromoplastへのplastid変換についても、順調に進行している。ブキャナンはフェレドキシン-チオレドキシン系を非光合成組織に拡大し、いろいろの実用的な利用法を検討した。
ブランケンシップ氏およびゴルベック氏が同時に日本へ招聘できたことによって、Fe-Sタイプ光化学系反応中心に関する小集会を開催し、全国から約10名の関連研究者が集まり、討論した。

報告書

(1件)
  • 1994 研究成果報告書概要
  • 研究成果

    (36件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (36件)

  • [文献書誌] T.Jin,S.Morigasaki and K.Wada: "Purification and characterization of two ferredoxin-NADP^+ oxidoreductase isoforms from the first....." Plant Physiology. 106. 697-702 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Sakai,K.Kamide,S.Morigasaki,Y.Sanada,K.Wada and M.Ihara: "Amino acid sequences of ferredoxin isoproteins from Japanese taro (Colocasia esculenta Schott)." J.Plant Research. 107. 299-305 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Sanada,H.Ueda,K.Kuribayashi,T.Andoh,F.Hayashi,N.Tamai and K.Wada: "Novel day-night change of proline levels in halophyte (Mesembryanth emum crystallinum) and..." Plant and Cell Physiology. 36(in press). (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.-Y.Cui,K.Mukai,K.Saeki,and H.Matsubara: "Molecular cloning and uncleotide sequences of cDNAs encoding subunits I,II,IX of Euglena...." J.Biochemistry. 115. 98-107 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Kunishima,K.Fukuyama,H.Matsubara,H.Hatanaka,Y.Shibano and T.Amachi: "Crystal structure of the fungal peroxidase from Arthromyces ramosus at 1.9 A resolution.Structural..." J.Molecular Biology. 235. 331-344 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Miyazaki,T.Morimoto,K.Fukuyama and H.Matsubara: "Crystallization and preliminary X-ray diffraction studies of the α-amylase inhibitor coded 0.19....." J.Biochemistry. 115. 179-181 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kjaer,B.,Jung,Y-S.,Yu,L.,Golbeck,J.H.and Scheller,H.V.: "Iron-Sulfur centers in the photosynthetic reaction center complex from Chlorobium vibrioforme." Photosynthesis Research. 41. 105-114 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Herman,P.L.,Adiwilaga,K.,Golbeck,J.H.,and Weeks,D.P.: "Sequence of a psaC gene from the cyanobacterium Synechococcus sp.PCC 6301" Plant Physiology. 104. 1459-1461 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Van der Est,A.,Bock,C.,Golbeck,J.H.,Brettel,K.,Setif,P.and Stehlik,D.: "Electron transfer from the acceptor A_1 to the iron-sulfur centers in photosystem I as studied by....." Biochemistry. (in press). (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Qu,Q.,Jung,Y-S.,Chitnis,V.P.Golbeck,J.H.,Guikema,J.A.and Chitnis,P.R.: "Mutational analysis of the photo-system I polypeptides in Synechocystis sp.PCC 6803. ...." J.Biological Chemistry. (in press). (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Krasnovsky,A.A.Jr.,Lopez,J.Cheng,P.,Blankenship,R.E.,Moore,T.A.and Gust,D.: "Genaration and quenching of singlet molecular oxygen by aggregated molecules of bacterio-...." Photosynthesis Research. (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Savikhin,S.,Zhou,R.E.,Blankenship,R.E.and Struve,W.S.: "Femtosecond evergy tranfer and spectral equilibration in bacterio-chlorophyll A-protein trimers....." Biophysical J.66. 110-114 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kawamoto,T.Kubota,T.Matsunaga,K.Fukuyama,H.Matsubara K.Shinzawa-Itoh and S.Yoshikawa: "New crystal form and preliminary X-ray diffraction studies of mitochondrial cytochrome bc_1 complex..." J.Molecular Biology. 244. 238-241 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kleinherenbrink,F.A.M.,Lin,S.and Blankenship,R.E.: "Time resolved fluorescence and absorption spectroscopy of photo-system I." Biochemistry.33. 3185-3192 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Oh-oka et al.: "Isolation of the two-subunit photo-synthetic reaction center complex(core-cytochrome c complex)..." Biochemistry. (submitted).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Oh-oka et al.: "Two molecules of cytochrome c function as the electron donors to P840 in the reaction center....." FEBS Letters. (submitted).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Saeki et al.: "Site-specific mutagenesis of Rhodobacter capsulatus ferredoxin I,FdxN,that functions in nitrogen fixation." J.Biological Chemistry. (submitted).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.M.Lozano,B.C.Yee and B.B.Buchanan: "Thioredoxin-linked reductive inactivation of venom neurotoxins." Arch.Biochemistry and Biophysics. 309. 356-362 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Lin,S.,Chiou,H-C.,Kleinherenbrink,F.A.M.and Blankenship,R.E.: "Time-resolved spectroscopy of energy and electron transfer processes in the photosynthetic bacterium." Biophysical J.66. 437-445 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kleinherenbrink,F.A.M.,Hastings,B.P.,Wittmershaus,B.P.and Blankenship R.E.: "Delayed fluorescence from Fe-S type photosynthetic reaction centers at low redox potential." Biochemistry. 33. 3096-3150 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.J.Melhorne,B.B.Buchanan and T.Leighton: "Emerging Technology for Bioremediation of Metals ed.by J.L.Means and R.E.Hinchee" Lewis Publishers,Boca Raton,FL., (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Jin, S.Morigasaki, and K.Wada: "Purification and characterization of two ferredoxin-NADP^+ oxidoreductase isoforms from the first foliage..." Plant Physiol.106. 697-702 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Sakai, K.Kamide, S.Morigasaki, Y.Sanada, K.Wada and M.Ihara: "Amino acid sequences of ferredoxin isoproteins from Japanese taro (Colocasia esculenta Schott)." J.Plant Res.107. 299-305 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.-Y.Cui, K.Mukai, K.Saeki and H.Matsubara: "Molecular cloning and nucleotide sequences of cDNAs encoding subunits I,II,and IX of Euglena glaciris..." J.Biochem.115. 98-107 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Kunishima, K.Fukuyama, H.Matsubara, H.Hatanaka, Y.Shibano, and T.Amachi: "Crystal structure of the fungal peroxidase from Arthromyces ramosus at 1.9 A resolution. Structural studies......" J.Mol.Biol.235. 331-344 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T,Miyazaki, T.Morimoto, K.Fukuyama and H.Matsubara: "Crystallization and preliminary X-ray diffraction studies of the -amylase inhibitor coded 0.19....." J.Biochem.115. 179-181 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.Kjaer, Y.-S.Jung, L.Yu, J.H.Golbeck and H.V.Scheller: "Iron-sulfur centers in the photosynthetic reaction center complex from Chlorobium vibrioforme." Photosynthesis Res.41. 105-114 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] P.L.Herman, K.Adiwilaga, J.H.Golbeck, and D.P.Weeks: "Sequence of a psaC gene from the cyanobacterium Synechococcus sp.PCC 6301..." Plant Physiol.104. 1459-1461 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Van der Est, C.Bock, J.H.Golbeck, K.Brettel, P.Setif and D.Stehlik: "Electron transfer from the acceptor A to the iron-sulfur centers in photosystem I as studied by...." Biochemistry. (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Savikhin, R.E.Zhou, R.E.Blankenship, and W.S.Struve: "Femtosecond energy transfer and spectral equilibration in bacteriochlorophyII A-protein trimers...." Biophysic.J.66. 110-114 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kawamoto, T.Kubota, T.Matsunaga, K.Fukuyama, H.Matsubara, K.Shinzawa-Itoh, and S.Yoshikawa: "New crystal form and preliminary X-ray diffraction studies of mitochondrial cytochrome bc_1complex...." J.Bol.Biol.244. 238-241 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.A.W.Kleinherenbrink, S.Lin and R.E.Blankenship: "Time resolved fluorescence and sbsorption spectroscopy of photosystem I." Biochemistry. 33. 3185-3192 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.M.Lozano, B.C.Yee and B.B.Buchanan: "Thioredoxin-linked reductive inactivation of venom neuro-toxins." Arch.Biochem.Biophys.309. 356-362 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Lin, H.-C.Chiou, F.A.W.Kleinherenbrink, and R.E.Blankenship: "Time-resolved spectroscopy of energy and electron transfer processes in the photosynthetic bacterium." Biophys.J.66. 437-445 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.A.W.Kleinherenbrink, B.P.Hastings, B.P.Wittmershaus, R.E.Blankenship: "Delayd fluorescence from Fe-S type photosynthetic reaction centers at low redox potential." Biochemistry. 33. 3096-3105 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.J.Melhorne, B.B.Buchanan and T.Leighton: Lewis Publishers. Emerging Technology for Bioremediation of Metals., 26-37 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要

URL: 

公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi