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紫外光,過剰光エネルギーによる光合成阻害とその防御の分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 12440230
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 植物生理
研究機関福山大学

研究代表者

浅田 浩二  福山大学, 工学部, 教授 (50027182)

研究分担者 小川 健一  岡山県生物科学総合研究所, 所長
原口 博行  福山大学, 工学部, 助教授 (10198905)
J. Malcolm Shick  Dept, Biol・ Sci・ Univ of Maine,U・ S・ A, Professor
EVA Hideg  Hungary,Biol, Res・ center,Inst・ Plant Biol, Senior Research Fellow
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2001年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
キーワード紫外光 / 過剰光 / 一重項酸素 / Water-waterサイクル / セータークリスタリン / 光合成阻害 / 青-緑蛍光 / アスコルビン酸ペルオキレダーゼ / ゼータクリスタリン / 青緑蛍光 / アスコルビン酸ペルオキシダーゼ / 紫外光エネルギー / 過剩光エネルギー / Water-Waterサイクル / ゼーター・クリスタリン様タンパク質
研究概要

植物の生育にとって必須の太陽光には、光合成を阻害する400nm以下の紫外光(UV)が含まれ、また光合成に有効な可視光もCO_2固定反応に利用できるより高い照度の太陽光は活性酸素を生成するように作用し、光合成の光阻害をもたらす原因となる。本研究では植物の葉肉細胞がUVまたは過剰の可視光の照射を受けた時に生ずる光阻害、これを防御する機構について研究し、以下の点を明らかにした。1)Ascorbate peroxidase(APX)が活性酸素による最初の標的分子となること、2)光障害抑制に機能していると推定されるゼーター・クリスタリン・ファミリーの蛋白質(Z-Cr)についてその生化学的反応。さらに過剰発現したタバコでの生理機能。3)アスコルビン酸ラジカルをアスコルピン酸に還元するMonodehydroascorbate radical reductase(MDAR)が酸化ストレスで生じやすいフェノキシ・ラジカルの還元をも触媒すること。4)UC照射によって400-600nmに紫外励起によって蛍光を発する成分の合成誘導、これらの蛍光性成分の細胞内局在性。5)C4植物の維管束細胞葉緑体での循環的電子伝達反応をP700の酸化還元反応から解析し、その特性。6)1重項興起酸素分子(^1O_2)を検出、定量する蛍光試薬を開発し、生葉で^1O_2が葉緑体でのみ生成すること。7)葉緑体での活性酸素消去系であるWater-waterサイクルが過剰光エネルギーを消去している機能について、最近の研究を陸上植物と藻類とについてまとめ、サンゴとの共生藻類Zooxanthelleの光阻害がWater-waterサイクルによって防御されること。

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (27件)

  • [文献書誌] Asada, K.: "The water-water cycle as alternative photon and election sinks"Phil, Trans, Roy, Soc, London, β. 355. 1419-1431 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mano, J., Babiychnk, E.et al.: "Diamide oxidoreductase activity in Arabidopsis thaliana Pl Zeta-crystallin"Eur.J.Blochem.. 267. 3661-3671 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mano, J., Yoon, H-J et al.: "Crgstallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of NADPl-liquinone oxidoredatasc"Biochim.Biophys.Acta. 279. 949-954 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mano, J., Ohno, C.et al.: "Choloroplastic ascorhate peroxides is the primary target of methylviologen-lnduced photoox dative stress"Biochim.Biophys.Acta. 1504. 275-287 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Miyake, C., Asada, K.: "The water-water cycle in algae"Photosynthesis and Respiration in Algue. (印刷中). (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 浅田浩二: "植物の葉はどうして太陽光の下で緑を保っているのか?"マテリアル学会誌. 13. 114-122 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Asada, K.: "The water-water cycle as alternative photon and electron sinks"Phil. Trans. Roy. Soc. London B. 355. 1419-1431 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mano, J. Babiychuk, E. Belles-Boix, E. Hiratake, J. Kimura, A. Inze, D. Kushnir, S. and Asada, K: "A novel NADPH : diamide oxidoreductase activity in arabidopsis thaliana P1-crystallin"Eur. J. Biochem.. 267. 3661-3671 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mano, J. Yoon, H-J. Asada, K. Babiychuk, E. Inze, D. and Mikami, B: "Crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of NADPH : quinone oxidoreducatase, a plant-crystallim."Biochim. Biophys. Acta. 1480. 374-376 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sakihama, Y. Mano, J. Sano, S. Asada, K. and Yamasaki, H.: "Reduction of phenoxyl radicals mediated by monodehydroascorbate reductase"Biochem. Biophys. Res. Commun. 279. 949-954 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mano, J. Ohno, C. Domae, Y. and Asada, K: "Chloroplastic ascorbate peroxidase is the primary target of methylviologen-induced photooxidative stress in spinach leaves : its relevance to monodehydro-ascorbate detected with in vivo ESR"Biochim. Biophys. Acta. 1504. 275-287 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mano, J. Belles-Boix, E. Babiychuk, E. Asada, K. Van Montagu, M. Inze, D. Kushnir, S. and Slooten, L: "Overexpressed P1-crystallin, a putative antioxidant protein, constitutes an oxygen-dependent alternative electron sink in leaves"Plant physiol. (submitted). (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideg, E. Jahasz, M. Bornman, J. and Asada, K: "The distribution and possible orgin of blue-green fluorescence in control and stressed barley leaves"Photochem. Photobiol. (submitted). (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Miyake, C. and Asada, K: "The water-water cycle in algae"In larkum, A. W. D. (ed) Photosynthesis and Respiration in Algae, Kluwer Academic Publ., Dordrecht. (in press). (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Asada, K.: "The water-water cycle as altemative photou and election sinks"Phil. Trans. Roy. Soc. London. B. 355. 1419-1431 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Mano, J., Babiychuk, E.et al.: "A novel NADVH diamide oxidoreductase activity in Arabidopsis thaliana Pl zeta-crystallin"Eur. J. Biochem.. 267. 3661-3671 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Mano, J., Yoon, H.J et al.: "Crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of NADPH quinone oxidoredatasc"Biochim. Biophys. Acta. 279. 949-954 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Mano, J., Ohno, C.et al.: "Chloroplastic ascorhate ptroxidase is the primary farget of methylviolon-induced plsotoox datire stress"Biochim. Biophys. Acta. 1504. 275-287 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Miyake, C., Asada, K.: "The water-water cycle in algae"Photosynthesis and Respiration in Algue. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 浅田 浩二: "植物の葉はどうして太陽光の下で緑を保っているのか?"マテリアル学会誌. 13. 114-122 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kozi Asada: "The water-water cycle as alternative photon and electron sinks"Phil.Trans.Roy.Soc.(London) Biol.Sect.. 355. 1419-1431 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Jun'ichi Mano: "A novel NADPH : diamide oxidoreductase activity in Arabidopsis thaliana p1 zeta-crystallin"Eur.J.Biochem.. 267. 3661-3671 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Jun'ichi Mano: "Crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of NADPH : azodicarboxyl/quinone oxidoreductase"Biochim.Biophys.Acta. 1480. 374-376 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Tomonori Kawano: "Aromatic monoamina-induced immediate oxidative burst leading to an increase in cytosolic Ca^<2+> concentration in tobacco suspension culture."Plant cell physiol.. 41. 1251-1258 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Tomonori Kawano: "Phenyethylamine-induced generation of reactive oxygen spectes and ascoroate free radicals in Tobacco suspension culture"Plant Cell Physiol.. 41. 1259-1266 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Yasuko Sakihamo: "Reduction of phenoxy radicals mediated by monodehydroascorbate reductase"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 279. 949-954 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 浅田浩二: "生物の光障害とその防御機構(市橋正光,佐々木政子 編)"共立出版. 15 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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