• 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

変異株作成による光合成細菌中における各種カロテノイドの機能評価

研究課題

研究課題/領域番号 13640656
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 植物生理
研究機関東京都立大学

研究代表者

嶋田 敬三  東京都立大学, 理学研究科, 教授 (80112473)

研究分担者 永島 賢治  東京都立大学, 理学研究科, 助手 (80264589)
研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2002年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2001年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワードカロテノイド / 紅色光合成細菌 / ファイトエン不飽和化酵素 / 光障害 / 一重項酸素 / ケトカロテノイド / Rubrivivax gelatinosus / スフェロイデノン / スピリロキサンチン
研究概要

本研究では生物界に存在する多種多様なカロテノイド色素の機能と構造の相関を調べるため形質転換が比較的容易である紅色光合成細菌を用いて、シリーズを成すカロテノイド分子種のそれぞれを蓄積する一群のカロテノイド合成系変異株を作成することにより、系統的にカロテノイド分子種の構造と機能の関係を明らかにすることを目的とした。
1.紅色光合成細菌に見られる2系列の主要カロテノイド生合成経路を併せ持つRubrivivax gelatinosusを用いてカロテノイド合成酵素欠損株の作成を行い、ファイトエン不飽和化酵素(CrtI)、ニューロスポレン/リコペン水酸化酵素(CrtC),スフェロイデン酸化酵素(CrtA)の欠損株を作成した。また、単一のカロテノイド分子種のみをもつ変異株作成のために、CrtI/CrtAおよびCrtI/CrtC2重欠損株を作成し、さらに特異性の高い他種のCrtIを導入することにより化学構造としてシリーズをなす6種のカロテノイドそれぞれを蓄積する変異株を作成することが出来た。
2.これらの変異株の作成により、使用した紅色光合成細菌Rvi. gelatinosusがファイトエン不飽和化酵素の特異的性質により2系統のカロテノイド生合成経路を併せ持つことを示した。
3.作成した変異株について光障害耐性と酸素障害耐性の差異およびその要因について検討した。具体的には野生株およびカロテノイド欠損株と共に強光下あるいは一重項酸素存在下での生残率を調べた。その結果、強光処理では共役二重結合数11以上のカロテノイドがバクテリオクロロフィルの三重項励起状態を解消し活性酸素の発生を抑制するが、共役二重結合数の多いものを含めて直鎖状カロテノイドは直接一重項酸素を消去する機能は低いことを示唆した。一方スフェロイデノンなど酸化型カロテノイドが相対的に高い一重項酸素消去能を示した。

報告書

(3件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (11件)

  • [文献書誌] Igarashi, N.: "Horizontal transfer of the photosynthetic gene cluster and operon rearrangement in purple bacteria"Journal of Molecular Evolution. 52. 333-341 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Harada, J.: "Phytoene desaturase, CrtI, of the purple photosynthetic bacterium, Rubrivivax gelatinosus, produces both neurosporene and lycopene"Plant and Cell Physiology. 42. 1112-1118 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Harada, J.: "Functional analysis of spheroidene mono-oxygenase, CrtA, of the purple photosynthetic bacterium, Rubrivivax gelatinosus"Proceedings of 12^<th> International Congress on Photosynthesis. S2. 25 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Harada, J.: "Analysis of photoprotective function of carotenoids in purple photosynthetic bacteria"Plant and Cell Physiology. 43 Supplement. s31 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Harada, J.: "High protective function of keto-carotenoids against photooxidative damage in purple photosynthetic bacteria"Plant and Cell Physiology. 44 Supplement. s75 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 永島咲子: "Transcription of three sets of genes coding for core light-harvesting proteins in the purple sulfur bacterium, Allochromatium vinosum"Photosynthesis Research. 74. 269-280 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 永島賢治: "High-potential iron-sulfur protein(HiPIP) is the major electron donor to the reaction center complex in photosynthetically growing cells of the purple bacterium, Rubrivivax gelatinosus"Biochemistry. 41. 14028-14032 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 槇 英昭: "Chimeric photosynthetic reaction center complex of purple bacteria composed of the core subunits of Rubrivivax gelatinosus and the cytochrome subunit of Blastochloris viridis"Journal of Biological Chemistry. 278. 3921-3928 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 原田二朗 永島賢治, 高市真一, 三沢典彦, 松浦克美, 嶋田敬三: "Phytoene desaturase, CrtI, of the purple photosynthetic bacterium, Rubrivivax gelatinosus, produces both neurosporene and lycopene"Plant and Cell Physiology. 42. 1112-1118 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 五十嵐直樹, 原田二朗, 永島咲子, 松浦克美, 嶋田敬三, 永島賢治: "Horizontal transfer of the photosynthetic gene cluster and operon rearrangement in purple bacteria"Journal of Molecular Evolution. 52. 333-341 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 平石 明, 嶋田敬三: "Aerobic anoxygenic photosynthetic bacteria with zinc-bacteriochlorophyll"Journal of General and Applied Microbiology. 47. 161-180 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

URL: 

公開日: 2001-04-01   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