| 研究課題/領域番号 |
09309008
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
広領域
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| 研究機関 | 東京都立大学 |
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研究代表者 |
嶋田 敬三 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (80112473)
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| 研究分担者 |
平石 明 豊橋技術科学大学, エコロジー工学系, 教授 (40283486)
高宮 健一郎 東京工業大学, 生命理工学研究科, 教授 (80037259)
伊藤 繁 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (40108634)
若尾 紀夫 岩手大学, 農学部, 教授 (30003784)
三室 守 山口大学, 理学部, 教授 (40142004)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 2000
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| キーワード | バクテリオクロロフィル / 亜鉛 / 光合成細菌 / 好酸性細菌 / 反応中心 / Acidiphilium |
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| 研究概要 |
(1)Acidiphiliumの光合成反応中心の単離と特徴
Zn-バクテリオクロロフィル(Zn-BChl)を最も多く持つ好気性光合成細菌Acidiphilium rubrum(A.rubrum)より光合成反応中心を単離する方法を確立した。色素分析および電子伝達活性測定の結果から、この反応中心ではZn-BChlがスペシャルペアおよびアクセサリーのバクテリオクロロフィルとして機能していることが確認された。遺伝子の特定と塩基配列決定よりこの反応中心の構造は他の紅色細菌のものに高い類似性を持っているが、スペシャルペアバクテリオクロロフィル周辺の構造に違いがあると考えられた。単離反応中心標品の詳細な分光学的解析からもスペシャルペア分子の配置は他の紅色細菌の場合とは異なることが示され、酸化還元電位あるいはタンパク構造上での要請による変化と考えられた。また、アンテナタンパクにおいてもAcidiphiliumに特徴的と思われるアミノ酸残基の変化が見られ、ペリプラズムの酸性環境に対応した変化である可能性が考えられた。すなわち、本菌は酸性環境下では不安定なMg-BChlに代わり安定なZn-BChlを利用するために進化的適応をしたものと考えられた。
(2)亜鉛バクテリオクロロフィル生合成過程
A.rubrumにおいてZn-バクテリオクロロフィルがどのように合成されているかを調べるため、クロロフィル合成過程におけるMg挿入段階で働く酵素(Mg-chelatasc)の遺伝子をクローニングし、その機能を調べたところ、この酵素はMgを基質とする活性を持つことが判った。クロロフィル合成の中間体を精査した結果、この段階以降でMgからZnへの置換が起きていることが推定された。
(3)Zn-バクテリオクロロフィルの関わる光合成系に関する今後の課題
(a)高性能時間分解吸収スペクトルの測定による反応中心内における電子移動速度(効率)の測定
(b)電子伝達系構成成分の種類と性質の解明、およびATP合成過程の解明
(c)分子生物学的手法による光合成タンパク中の特徴的なアミノ酸残基の機能の解明
(d)生細胞に少量存在するMg型バクテリオクロロフィルの存在状態と機能の解明。
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