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植物は光環境変化に適応する際、葉緑体チラコイド膜(Thy)の集光アンテナタンパク質(LHCII)を光化学系(PS)IIからPSIへ再分配していると考えられている(ステート遷移)。本年度は前年度に引き続き、LHCIIがPSIもしくはPSIIに結合した超複合体(それぞれPSI超複合体、PSII超複合体)の精製と解析を行った。
Thyをトライデシルマルトシド(TM)で可溶化後、ショ糖密度勾配遠心により単離したPSI超複合体を二次元電気泳動・質量分析を行ったところ、LHCII以外にシトクロムb6f複合体とFNRタンパク質が結合していることがわかった。それらは光合成系サイクリック電子伝達に関与していると考えられており、現在、分光法によるkinetics解析を行っている。
PSII超複合体の精製・解析はHisタグ導入株を用いて行い、同じくTMでThyを可溶化後、ニッケル吸着カラムにより単離したPSII超複合体をゲルろ過で解析した。その結果、ステート1ではPSII超複合体が二量体を形成していることが分かった。一方、ステート2では、LHCIIがPSIIから脱離することを証明し、リン酸化がどの様に作用しているかを明らかにした。二次元電気泳動・質量分析により、LhcbM3と-M4がPSII超複合体の二量体化に関与し、Lhcb4と-b5がPSIIからの脱離に関与しているということを明らかにした。これらの結果はPSII超複合体のステート遷移による変化を初めて明らかにしたものである。
以上の結果からステート遷移とThyのスタッキングとの関与も示唆され、現在、変異株にHisタグを導入し、スタッキングとステート遷移の関与を検証中である。更に、共焦点顕微鏡を用いて、ステート遷移を生きた細胞で観察するため、720nmと467nmの光でステート遷移を誘導する実験系を検証中である。
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