| 研究課題/領域番号 |
15H05599
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| 研究機関 | 基礎生物学研究所 |
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研究代表者 |
得津 隆太郎 基礎生物学研究所, 環境光生物学研究部門, 助教 (60613940)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 光防御 / 環境適応 / 光化学系超複合体 |
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| 研究実績の概要 |
植物は、光を受容する集光アンテナタンパク質の発現・解離・再結合により、様々な光合成超分子複合体を形成する。これにより、刻々と変化する周囲の光環境へと適宜適応している。特に、強光ストレスから光合成装置を守る強光適応(消光メカニズム:NPQ)の存在は、多くの植物研究者の知るところであるが、その分子基盤に関与する光合成超分子複合体の形成メカニズムは、未だ全容が分かっていない。本研究では、光合成生物のNPQに直接作用する集光アンテナの発現制御機構の解明と、それらのタンパク質が光合成反応中心へ結合したNPQ超分子複合体の形成メカニズムおよび動的な構造解明を目的とした。
平成28年度の実績として、ステート遷移と呼ばれる光適応メカニズムにおいて集光アンテナタンパク質のリン酸化による励起エネルギー移動変化の詳細を明らかにした。通常、集光アンテナタンパク質は、複合体内の励起エネルギーを光化学系II反応中心部へと受け渡すが、リン酸化修飾を経てその反応が遅延・代替されることが明らかとなった。この結果は、リン酸化された集光アンテナタンパク質が、励起エネルギーを光化学系IIによる光化学反応へと利用させることなく、他の分子（たとえば消光色素や、消光タンパク質）へと優先的に受け渡している可能性を示唆している。現在、この集光アンテナタンパク質における励起エネルギー移動変化が、どのように消光メカニズムに寄与するのか、その実体を捉える準備を進めている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
ステート遷移と呼ばれる光適応メカニズムにおいて集光アンテナタンパク質のリン酸化による励起エネルギー移動変化の詳細を明らかにした。現在この励起エネルギー移動変化が、消光メカニズムに及ぼす影響を調べている。単離した光化学系における励起エネルギー移動の測定は困難が予想されたが、測定試料の安定化に成功したことで、測定時におけるノイズ、試料の劣化が抑制され高いクオリティでの測定結果を得ることができた。技術的に困難な点をクリアすることができたため、研究計画の遅延は発生せず、順調に進展していると言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
単離した光化学系における励起エネルギー移動の測定は困難が予想されたが、測定試料の安定化に成功したことで、測定時におけるノイズ、試料の劣化が抑制され高いクオリティでの測定結果を得ることができた。今後はこの測定結果を足がかりに、光防御メカニズムを駆動する実体を捉える準備を進める。既に、光化学系の精製技術の発展へ向けてクロマトシステムを導入したため、鋭意条件検討を進める予定である。
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