| 研究課題/領域番号 |
16K07690
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
応用生物化学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
伊福 健太郎 京都大学, 生命科学研究科, 助教 (50359783)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 光合成 / 光化学系 / 水酸化反応 / 酸素発生反応 / タンパク質相互作用 / タンパク質立体構造 / 光阻害 / 光合成電子伝達 / 光化学系II / 表在性タンパク質 / 緑色植物 / 光化学系 II / クラミドモナス / 植物 / 生体分子 |
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| 研究成果の概要 |
光化学系IIの酸素発生反応を調節する膜表在性タンパク質は、各々の真核光合成生物で独自の進化を遂げたことが知られている。本研究では、特に緑色植物型の光化学系II（PSII）に特有な膜表在性タンパク質であるPsbPに関して、そのタンパク質相互作用と分子機能解析を行った。その結果、進化の過程で、原核生物型のPsbPホモログがN末端配列やループ４領域などを新たに獲得してPsbPとなり、PSII膜表在性タンパク質として水分解-酸素発生反応を調節する仕組みが解明された。さらに原核生物型のPsbPホモログ自体もPPL1として緑色植物の光環境適応に重要であることを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
植物の光合成において、光化学系IIが行う水酸化ー酸素発生反応は、地球上の生命を支える究極の光エネルギー変換反応である。その分子メカニズムは、シアノバクテリアという光合成を行うバクテリアのタンパク質を用いて解析されてきたが、我々が普段目にする陸上植物などの緑色植物は、シアノバクテリアとは異なるタンパク質を用いて光化学系IIの水酸化ー酸素発生反応の最適化と調節を行なっている。本研究では、緑色植物に特有に光化学系IIに結合している膜表在性タンパク質、PsbPに焦点をあて、新しい光化学系II活性の調節機構を見出すことに成功した。得られた知見は酸素発生型光合成生物の進化を考える上でも重要である。
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