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2020 年度 実績報告書

変異体を用いた新規合成脂質スクリーニングが解き明かす光合成膜脂質の機能

研究課題

研究課題/領域番号 17K19342
研究機関大阪府立大学

研究代表者

小林 康一  大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (40587945)

研究分担者 安部 真人  愛媛大学, 農学研究科, 准教授 (30543425)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2021-03-31
キーワード脂質 / シアノバクテリア / ホスファチジルグリセロール / 光合成 / チラコイド膜
研究実績の概要

生体膜を構成する極性脂質には数千を超える分子種が存在するが、生物がこれほどまでに多様な脂質分子を利用する意義は未だに不明である。本研究では、シアノバクテリアが外部から脂質分子を容易に取り込む性質を利用し、シアノバクテリア内で様々な機能や生理活性を発揮する脂質分子のケミカルスクリーニングを行うことで、これまで予想もされなかった脂質分子の新規機能の発見と解明を目指す。本研究では特に、光合成に必須の役割を担うホスファチジルグリセロール(PG)を解析する。
研究は2つのグループにより行っている。安部グループはリン脂質全合成法を用いたPG類の人工合成を担い、小林グループは合成されたPGを用いたシアノバクテリア内での生理活性テストを担当する。これまで、安部グループによる化学合成の結果、PGの脂肪酸の炭素鎖長を改変し、二重結合の位置や数も様々に変更した分子種を得ることができた。また、PGと性質の近いカルジオリピンにおいても、多様な分子種を合成することに成功している。小林グループが進める研究では、安部グループにより合成されたPGアナログを用いた解析を進めた。その結果、飽和脂肪酸型のPGによりPG合成欠損変異体でクロロフィルの分解が急速に進むことや、フィコビリソームの分解にPGが強く影響することを明らかにした。そこで、クロロフィルやフィコビリソーム分解におけるPGや飽和脂肪酸型PGアナログの関与の究明が必要となったが、そもそもシアノバクテリアにおけるクロロフィルやフィコビリソーム分解の仕組みがはっきりわかっていなかったため、その解明を目指し研究を進め、光によるクロロフィル分解の保護にカロテノイドが重要であること、フィコビリソーム分解には光合成活性や細胞の成長活性が必要であることを明らかにした。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A START domain-containing protein is involved in the incorporation of ER-derived fatty acids into chloroplast glycolipids in Marchantia polymorpha2021

    • 著者名/発表者名
      Takashi Hirashima, Haruhiko Jimbo, Koichi Kobayashi, Hajime Wada
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 534 ページ: 436-441

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.11.063

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 脂質代謝が印す葉緑体の進化と多様性2021

    • 著者名/発表者名
      小林康一、吉原晶子
    • 雑誌名

      植物科学の最前線

      巻: 12 ページ: 23-37

    • DOI

      10.24480/bsj-review.12a4.00197

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of a novel enzyme from E. pacifica that acts as an eicosapentaenoic 8R?LOX and docosahexaenoic 10R?LOX2020

    • 著者名/発表者名
      Sayaka Yuki, Aiko Uemura, Mayuka Hakozaki, Akira Yano, Masato Abe, Yoshihisa Misawa, Naomichi Baba & Hidetoshi Yamada
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 ページ: 20592

    • DOI

      10.1038/s41598-020-77386-3

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] STARTドメインをもつタンパク質がゼニゴケにおいて小胞体に由来する脂肪酸の葉緑体糖脂質への取り込みに関与している2021

    • 著者名/発表者名
      平嶋孝志、神保晴彦、小林康一、和田元
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] 窒素欠乏時におけるシアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803の細胞増殖とフィコビリソーム分解の関係2021

    • 著者名/発表者名
      吉原晶子、小林康一
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] 脂質代謝が印す葉緑体の進化と多様性2020

    • 著者名/発表者名
      小林康一
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
  • [学会発表] ゼニゴケの葉緑体膜脂質代謝に関与するオルガネラ間脂質輸送タンパク質の解析2020

    • 著者名/発表者名
      平嶋孝志、神保晴彦、小林康一、和田元
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
  • [備考] 大阪府立大学小林康一研究室ホームページ

    • URL

      https://sites.google.com/view/kobayashi-lab/

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公開日: 2021-12-27  

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