光合成光化学反応の酸化感電電位制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 19614007
• 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: 光生命科学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 鞆 達也 京都大学, 大学院・人間環境学研究科, 研究員 (60300886)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2008年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2007年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 光合成 / 光化学系 / シアノバクテリア / 酸化還元電位 / クロロフィル / 反応中心 / Acaryochoris / Acaryochloris

研究概要

クロロフィルdを主要色素としてもつ、シアノバクテリアAcaryochloris marinaはその吸収帯がクロロフィルaと比較して約100mV低く、酸化還元電位の制御において非常に興味深い生物である。この生物から光化学系I, IIを単離精製し、その反応中心色素がクロロフィルdであることを定常および時間分解分光測定により決定した。また、その酸化還元電位はクロロフィルa型の光化学系と変わらないことを明らかにした。これは、酸化還元電位の調節が還元側で制御されていることを意味しており、光化学系電荷分離の基本的原理を構築するものである。

研究成果

• [雑誌論文] Replacement of chlorophyll with di-vinyl chlorophyll in the antenna and reaction center complexes of the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 : Characterization of spectral and photochemical properties (2009)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Tomo, Seiji Akimoto, Hisashi Ito, Tohru Tsuchiya, Michitaka Fukuya, Ayumi anaka
  • 雑誌名: and Mamoru Mimuro Biochimica Biophysica Acta 1787 ページ: 191-200
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of the D_0 → D_1 transition of ss-carotene radical cation photoinduced in photosystem II (2009)
  • 著者名/発表者名: Tatsunori Okubo, Tatsuya Tomo, Takumi Noguchi
  • 雑誌名: Photochemical & Photobiological Science 8 ページ: 157-161
  • 査読あり
• [雑誌論文] Replacement of chlorophyll with di-vinyl chlorophyll in the antenna and reaction center complexes of the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 : Characterization of spectral and photochemical properties (2009)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Tomo, Seiji Akimoto, Hisashi Ito, Tohru Tsuchiya, Michitaka Fukuya, Ayumi Tanaka, Mamoru Mimuro
  • 雑誌名: Biochimica Biophysica Acta 1787 ページ: 191-200
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of the D_0→ D_1 transition of β-carotene radical cation photoinduced in photosystem II (2009)
  • 著者名/発表者名: Tatsunori Okubo, Tatsuya Tomo, Takumi Noguchi
  • 雑誌名: Photochemical & Photobiological Science 8 ページ: 157-161
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of highly purified photosystem I complexes from the chlorophyll d-dominated cyanobacterium Acaryochloris marina, MBIC 11017 (2008)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Tomo, Yuki Kato, Takehiro Suzuki Seiji Akimoto, Tatsunori Okubo, Takumi Noguchi, Koji Hasegawa, Tohru Tsuchiya, Kazunori Tanaka, Michitaka Fukuya, Naoshi Dohmae, Tadashi Watanabe, and Mamoru Mimuro
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 283 ページ: 18198-18209
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation and spectral characterization of Photosystem II reaction center from Synechocystis sp. PCC 6803 (2008)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Tomo, Seiji Akimoto, Tohru Tsuchiya, Michitaka Fukuya, Kazunori Tanaka, and Mamoru Mimuro
  • 雑誌名: Photosynthesis Research 98 ページ: 293-302
  • NAID: 130006991250
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two unique cyanobacterium lead to a traceable approach of the first appearance of oxygenic photosynthesis (2008)
  • 著者名/発表者名: Mamoru Mimuro, Tatsuya Tomo, Tohru Tsuchiya
  • 雑誌名: Photosynthesis Research 97 ページ: 167-176
  • 査読あり
• [雑誌論文] Niche adaptation and genome expansion in the chlorophyll d-producing cyanobacterium Acaryochloris marina (2008)
  • 著者名/発表者名: Wesley D. Swingley, Min Chen, Patricia C. Cheung, Amber L. Conrad, Liza C. Dejesa, Jicheng Hao, Barbara M. Honchak, Lauren E. Karbach, Ahmet Kurdoglu, Surobhi Lahiri, Stephen D. Mastrian, Hideaki Miyashita, Lawrence Page, Pushpa Ramakrishna, Soichirou Satoh, W. Matthew Sattley, Yuichiro Shimada, Heather L. Taylor, Tatsuya Tomo, Tohru Tsuchiya, Zi T. Wang, Jason Raymond, Mamoru Mimuro, Robert E. Blankenship, and Jeffrey W. Touchman
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Science USA 105 ページ: 2005-2010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectral properties of the CP43-deletion of Synechocystis sp. PCC6803 (2008)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Shimada, Tohru Tsuchiya, Seiji Akimoto, Tatsuya Tomo, Michitaka Fukuya, Kazunori Tanaka, Mamoru Mimuro
  • 雑誌名: Photosynthesis Research 98 ページ: 303-314
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of highly purified photosystem I complexes from the chlorophyll d-dominated cyanobacterium Acaryochloris marina, MBIC 11017 (2008)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Tomo, Yuki Kato, Takehiro Suzuki, Seiji Akimoto, Tatsunori Okubo, Takumi Noguchi, Koji Hasegawa, Tohru Tsuchiya, Kazunori Tanaka, Michitaka Fukuya, Naoshi Dohmae, Tadashi Watanabe, Mamoru Mimuro
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 283 ページ: 18198-18209
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation and spectral characterization of Photosystem II reaction center from Synechocystis sp. PCC 6803 (2008)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Tomo, Seiji Akimoto, Tohru Tsuchiya, Michitaka Fukuya, Kazunori Tanaka, Mamoru Mimuro
  • 雑誌名: Photosynthesis Research 98 ページ: 293-302
  • NAID: 130006991250
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solvent effects on excitation relaxation dynamics of a keto-carotenoid, siphonaxanthin (2008)
  • 著者名/発表者名: Seiji Akimoto, Makio Yokono, Michiya Higuchi, Tatsuya Tomo, Sinichi Takaichi, Akio Murakami, Mamoru Mimuro
  • 雑誌名: Photochemical & Photobiological Science 1 ページ: 223-226
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of the special pair of photosystem II in a chlorophyll d-dominated cyanobacterium (2007)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Tomo, Tatsunori Okubo, Seiji Akimoto, Makio Yokono, Hideaki Miyashita, Tohru Tsuchiya, Takumi Noguchi, Mamoru Mimuro
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Science USA 104 ページ: 7283-7288
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identifiation of the special pair of photosystem II in a chlorophyll d-dominated cyanobacterium (2007)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Tomo, Tatsunori Okubo, Seiji Akimoto, Makio Yokono,
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Science USA 104 ページ: 7283-7288
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of a new excited state responsible for the in vivo unique absorption band of siphonaxanthin in the green alga Codium fragile (2007)
  • 著者名/発表者名: Seiji Akimoto, Tatsuya Tomo, Yukito Naitoh, Akira Otomo, Akio
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry B 111 ページ: 9179-9181
  • 査読あり
• [学会発表] Synechocystis sp. PCC 6803からの光化学系II反応中心複合体の単離と分光特性の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鞆達也, 秋本誠志, 土屋徹, 福谷通孝, 田中一徳, 三室守
  • 学会等名: 第50回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス
• [学会発表] Synechocystis sp. PCC 6803からの光化学系II反応中心複合体の単離と分光特性の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鞆達也, 秋本誠志, 土屋徹, 福谷通孝, 田中一徳, 三室守
  • 学会等名: 第50回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 光化学系IIの酸素発生系におけるCP43-354位のグルタミン酸残基の役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 嶋田友一郎, 鈴木博行, 土屋徹, 鞆達也, 野口巧, 三室守
  • 学会等名: 第50回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 光化学系IIの酸素発生系におけるCP43-354位のグルタミン酸残基の役割 (2008)
  • 著者名/発表者名: 嶋田友一郎、鈴木博行、土屋徹、鞆達也、野口巧、三室守
  • 学会等名: 第50回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス
• [学会発表] 分光電気化学的手法によるAcaryochloris marinaの光化学系I一次電子供与体の酸化還元電位計測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 加藤祐樹、鞆達也、仲村亮正、土屋徹、三室守、渡辺正
  • 学会等名: 第49回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
• [学会発表] クロロフィルdを主要色素としてもつシアノバクテリアの光化学系Iのサブユニット組成と光化学反応の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 鞆達也、加藤祐樹、鈴木健裕、秋本誠志、野口巧、土屋徹、堂前直、渡辺正、三室守
  • 学会等名: 第49回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
• [学会発表] 光化学系II-CP43欠損株における蛍光特性評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 嶋田友一郎、土屋徹、秋本誠志、田中一徳、福谷通孝、鞆達也、三室守
  • 学会等名: 第49回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
• [学会発表] (2007)
  • 著者名/発表者名: Akimoto, M. Yokono, T. Tomo, A. Murakami, and M. Mimuro
  • 学会等名: 7^<th> International Conference on Tetrapyrrole Photoreceptors in Photosynthetic Organisms
  • 発表場所: Kyoto (Japan)
• [学会発表] Components and photochemical reactions in photosystem II of the Chl d-dominated cyanobacterium, Acaryochloris marina (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Mimuro, T. Tomo, T. Tsuchiya, T. Okubo, T. Noguchi, and S. Akimoto
  • 学会等名: 7^<th> International Conference on Tetrapyrrole Photoreceptors in Photosynthetic Organisms
  • 発表場所: Kyoto (Japan)
• [学会発表] The characterization of Photosystem I and II in a chlorophyll d-dominated cyanobacterium (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Tomo, Y. Kato, S. Akimoto, T. Noguchi, T. Tsuchiya, T. Watanabe, and M. Mimuro
  • 学会等名: 7^<th> International Conference on Tetrapyrrole Photoreceptors in Photosynthetic Organisms
  • 発表場所: Kyoto (Japan)
• [学会発表] Identification of special pair and Chl_Z of Photosystem II in Acaryochloris marina (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Tomo, T. Okubo, S. Akimoto, H. Miyashita, T. Tsuchiya, T. Noguchi, and M. Mimuro
  • 学会等名: 14th International Congress of Photosynthesis
  • 発表場所: Glasgow (UK)
• [学会発表] Unique optical properties of LHC II isolated from Codium fragile - its correlation to protein environment (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuchiya, T. Tomo, S. Akimoto, A. Murakami, and M. Mimuro
  • 学会等名: 14th International Congress of Photosynthesis
  • 発表場所: Glasgow (UK)
• [学会発表] 溶液中におけるケトカロテノイドの超高速励起緩和 (2007)
  • 著者名/発表者名: 秋本誠志, 村井陽介, 横野牧生, 村上明男, 高市真一, 樋口倫也, 鞆達也, 三室守
  • 学会等名: 第23回化学反応討論会
  • 発表場所: 神戸大学百年記念館六甲ホール
• [学会発表] Identification of special pair and Ch1Z of Photosystem II in Acaryochloris marina (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Tomo, T. Okubo, S. Akimoto, H. Miyashita, T. Tsuchiya, T. Noguchi, and M. Mimuro
  • 学会等名: 14th International Congress of Photosynthesis
  • 発表場所: Glasgow(UK)
• [学会発表] Unique optical properties of LHC II isolated from Codium fragile-its correlation to Protein environment (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuchiya, T. Tomo, S. Akimoto, A. Murakami, and M. Mimuro
  • 学会等名: 14th International Congress of Photosynthesis
  • 発表場所: Glasgow(UK)
• [学会発表] The characterization of Photosystem I and II in a chlorophylld-dominated cyanobacterium (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Tomo, Y. Kato, S. Akimoto, T. Noguchi, T. Tsuchiya, T. Watanabe, and M. Mimuro
  • 学会等名: 7th International Conference on Tetrapyrrole Photoreceptors in Photosynthetic Organisms
  • 発表場所: Kyoto TERSA
• [学会発表] Components and photochemical reactions in photosystem II of the Chl d-dominated cyanobacterium,Acaryochloris marina (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Mimuro, T. Tomo, T. Tsuchiya, T. Okubo, T. Noguchi, and S. Akimoto
  • 学会等名: 7th International Conference on Tetrapyrrole Photoreceptors in Photosynthetic Organisms
  • 発表場所: Kyoto TERSA
• [学会発表] Excited state dynamics and functions of carotenoids in the light-harvesting complex II (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Akimoto, M. Yokono, T. Tomo, A. Murakami, and M. Mimuro
  • 学会等名: 7th International Conference on Tetrapyrrole Photoreceptors in Photosynthetic Organisms
  • 発表場所: Kyoto TERSA