クロロフィル代謝研究の基盤整備と新展開に向けた総合的研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21370014
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物分子生物・生理学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 田中 歩 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (10197402)
• 研究分担者: 田中 亮一 北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (20311516)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: クロロフィル / 代謝 / 酵素 / 常緑 / 細胞死

研究概要

クロロフィルサイクルの未同定な酵素7-ヒドロキシメチルクロロフィルa還元酵素(HCAR)の同定に成功した。この酵素の組み換えタンパク質は、2Fe-2SとFADを持ち、フェレドキシンを必要とし、これはジビニル還元酵素から進化したと考えられる。HCARの基質特異性から、クロロフィルb分解経路を調べたところ、クロロフィルb-7-ヒドロキシメチルクロロフィルa-クロロフィルaの経路で転換することが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Luminescence of singlet oxygen in photosystem II complexes isolated from cyanobacterium Synechocystis sp. PCC6803 containing monovinyl or divinyl chlorophyll a. (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomo, T., Kusakabe, H., Nagao, R., Ito, H., Tanaka, A., Akimoto, S., Mimuro, M. and Okazaki, S
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta.
  • DOI: DOI:10.1016/j.bbabio.2012.02.018
• [雑誌論文] Overproduction of chlorophyll b retards senescence through transcriptional re-programming in Arabidopsis (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakuraba Y, Balazadeh S, Tanaka R, Mueller-Roeber B and Tanaka A.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol.
  • DOI: DOI:10.1093/pcp/pcs006
• [雑誌論文] Alterations in photosynthetic pigments andamino acid composition of D1 protein change energy distribution in photosystem II (2012)
  • 著者名/発表者名: Yokono, M., Tomo, T., Nagao, R., Ito, H., Tanaka, A. and Akimoto, S
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta
  • DOI: DOI:10.1016/j.bbabio.2012.02.009
• [雑誌論文] Evolution of a divinyl chlorophyll-based photosystem in Prochlorococcus. (2011)
  • 著者名/発表者名: Ito, H. and Tanaka, A.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 108(44) ページ: 18014-18019
  • DOI: DOI:10.1073/pnas.1107590108
• [雑誌論文] The Oligomeric States of Photosystems and Light-harvesting Complexes in the Chlorophyll b-less Mutant. (2011)
  • 著者名/発表者名: Takabayashi, A., Kurihara, K., Kuwano, M., Kasahara, Y., Tanaka, R. and Tanaka, A.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 52(12) ページ: 2103-2114
  • DOI: DOI:10.1093/pcp/pcr138
• [雑誌論文] AMonogalactosyldiacylglycerol Synthase Found in the Green Sulfur Bacterium Chlorobaculum tepidum Reveals Important Roles for Galactolipids in Photosynthesis. (2011)
  • 著者名/発表者名: Masuda, S., Harada, J., Yokono, M., Yuzawa, Y., Shimojima, M., Murofushi, K., Tanaka, H., Masuda, H., Murakawa, M., Haraguchi, T., Kondo, M., Nishimura, M., Yuasa, H., Noguchi, M., Oh-oka, H., Tanaka, A., Tamiaki, H. and Ohta, H.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 23(7) ページ: 2644-2658
  • DOI: DOI:10.1105/tpc.111.085357
• [雑誌論文] Identification of the 7-Hydroxymethyl Chlorophyll a Reductase of the Chlorophyll Cycle in Arabidopsis. (2011)
  • 著者名/発表者名: Meguro, M., Ito, H., Takabayashi, A., Tanaka, R. and Tanaka, A.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 23(9) ページ: 3442-3453
  • DOI: DOI:10.1105/tpc.111.089714
• [雑誌論文] Chlorophyll cycle regulates the construction and destruction of the light-harvesting complexes. (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, R. and Tanaka, A.
  • 雑誌名: Biophys Biochim Acta 巻: 1807 ページ: 968-976
  • DOI: DOI:10.1016/j.bbabio.2011.01.002
• [雑誌論文] LIL3, alight-harvesting-like protein, plays an essential role in chlorophyll and tocopherol biosynthesis. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, R., Rothbart, M., Oka, S., Takabayashi, A., Takahashi, K., Shibata, M., Myouga, F., Motohashi, R., Shinozaki, K., Grimm, B. and Tanaka, A.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 107(38) ページ: 16721-16725
  • DOI: DOI:10.1073/pnas.1004699107
• [雑誌論文] Identification of a gene essential for protoporphyrinogen IX oxidase activity in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC6803. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kato, K., Tanaka, R., Sano, S., Tanaka, A.and Hosaka, H.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 107(38) ページ: 16649-16654
  • DOI: DOI:10.1073/pnas.1000771107
• [雑誌論文] The cell biology of tetrapyrroles : a life and death struggle (2010)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki, M., Tanaka, R., Grimm, B., Masuda, T., Moulin, M., Smith, AG., Tanaka, A. and Terry, MJ.
  • 雑誌名: Trends Plant Sci 巻: 15(9) ページ: 488-498
  • DOI: DOI:10.1016/j.tplants.2010.05.012
• [雑誌論文] Regulation and Functions of the Chlorophyll Cycle in The Chloroplast : Basics and Applications (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, R., Ito, H. and Tanaka, A.
  • 雑誌名: B. C. Springer ページ: 55-77
  • DOI: DOI:10.1007/978-90-481-8531-3_4
• [雑誌論文] Involvement of AtNAP1 in the regulation of chlorophyll degradation in Arabidopsis thaliana (2010)
  • 著者名/発表者名: Nagane, T., Tanaka, A. and Tanaka, R.
  • 雑誌名: Planta 巻: 231(4) ページ: 939-949
  • DOI: DOI:10.1007/s00425-010-1099-8
• [雑誌論文] Determination of a chloroplast degron in the regulatory domain of chlorophyllide a oxygenase. (2009)
  • 著者名/発表者名: Sakuraba, Y., Tanaka, R., Yamasato, A. and Tanaka, A.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 284(52) ページ: 6689-6699
  • DOI: DOI:10.1074/jbc.M109.008144
• [雑誌論文] Participation of chlorophyll b reductase in the initial step of the degradation of light-harvesting chlorophyll a/b-protein complexes in Arabidopsis. (2009)
  • 著者名/発表者名: Horie, Y., Ito, H., Kusaba, M., Tanaka, R. and Tanaka, A.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 284(26) ページ: 17449-17456
  • DOI: DOI:10.1074/jbc.M109.008912
• [雑誌論文] Deregulated chlorophyll b synthesis reduces the energy transfer rate between photosynthetic pigments and induces photodamage in Arabidopsis thaliana.
  • 著者名/発表者名: Sakuraba, Y., Yokono, M. Akimoto, S., Tanaka, R. and Tanaka, A.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 51(6) ページ: 1055-1065
  • DOI: DOI:10.1093/pcp/pcq050
• [学会発表] Chlorophyllase1 is not involved in chlorophyll breakdown during methyl-jasmonate-induced senescence in Arabidopsis thaliana (2012)
  • 著者名/発表者名: Xueyun Hu, Tohru Tsuchiya, Stefan Hoertensteiner, Ayumi Tanaka, Ryouichi Tanaka
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学(京都市)
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] BN-PAGEにより精製された光合成反応中心の時間分解蛍光スペクトルの測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 横野牧生,高林厚史,栗原克宜,田中歩,秋本誠志
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学(京都市)
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] Divinyl Chlorophyllide Reductaseの性質 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤寿、田中歩
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学(京都市)
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] 新規手法による葉緑体タンパク質複合体の網羅的検出 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高林厚史,栗原克宜,田中亮一,田中歩
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学(京都市)
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] シロイヌナズナにおける新規Light-harvesting-likeタンパク質の機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 加藤由佳子、高林厚史、田中歩、田中亮一
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学(京都市)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Light-harvesting chlorophyll-binding proteinと共通するモチーフを持つタンパク質、LIL3の機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋香織、高林厚史、田中歩、田中亮一
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学(京都市)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] シロイヌナズナのクロロフィルb分解における複数経路の検証 (2012)
  • 著者名/発表者名: 下田洋輔、伊藤寿、田中歩
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学(京都市)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Evolution of chlorophyll metabolism (2011)
  • 著者名/発表者名: Ayumi Tanaka
  • 学会等名: The Evolution of Photosynthesis and Oxygenation of the Earth.
  • 発表場所: TheUniversity of New South Wales, Sydney(Australia)
  • 年月日: 20110628-29
• [学会発表] 強光適応時のシロイヌナズナにおけるクロロフィルb還元酵素の機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中島沙織,伊藤寿,高林厚史,田中亮一,田中歩
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会
  • 発表場所: 東北大学(仙台市)
  • 年月日: 20110320-0322
• [学会発表] シロイヌナズナにおける7-ヒドロキシメチルクロロフィルa還元酵素の同定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 目黒美生,伊藤寿,高林厚史,田中亮一,田中歩
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会
  • 発表場所: 東北大学(仙台市)
  • 年月日: 20110320-0322
• [学会発表] Enzymes and functions of the chlorophyll cycle.JAPANESE-FINNISH Seminar2011 (2011)
  • 著者名/発表者名: Ayumi Tanaka
  • 学会等名: Future prospects of photosynthetic organisms : from genomes to environment
  • 発表場所: 岡山大学(岡山市)
  • 年月日: 20110301-5
• [学会発表] Enzymes and functions of the chlorophyll cycle. (2011)
  • 著者名/発表者名: Ayumi Tanaka
  • 学会等名: Swiss-Japan International science seminar : Adaptation of the plastids to various environmental conditions
  • 発表場所: Evolution, acclimation and regulation
  • 年月日: 20110110-14
• [学会発表] 生体金属イオン:生命と分子をつなぐメッセンジャー (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中歩
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会シンポジウム
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都府)
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] Roles of chlorophyll metabolism in the formation and degradation of light-harvesting complexes (2010)
  • 著者名/発表者名: Ayumi Tanaka
  • 学会等名: 15th International Congress of Photosynthesis
  • 発表場所: Beijing(China)
  • 年月日: 20100822-27
• [学会発表] 海洋性ラン藻の亜硝酸イオン輸送体の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 前田真一,村上明男,伊藤寿,田中歩,小俣達男
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス(熊本市)
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] 恒常的免疫応答変異体nsl2の老化過程に関わる機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高橋和馬,浅田裕,山本宏子,高林厚史,田中亮一,田中歩,山口淳二
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス(熊本市)
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] 緑色硫黄光合成細菌から新規に単離したMGDG合成酵素はシロイヌナズナMGDG合成酵素の変異を部分的に相補する (2010)
  • 著者名/発表者名: 増田真二,原田二朗,横野牧生,下嶋美恵1,室伏和博,湯澤優一,村川雅人,近藤真紀,西村幹夫,大岡宏造,田中歩,民秋均,太田啓之
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス(熊本市)
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] クロロフィルb蓄積変異株におけるチラコイド膜タンパク質の網羅的解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高林厚史,栗原克宜,櫻庭康仁,桑野晶喜,笠原康裕,田中亮一,田中歩
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス(熊本市)
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] クロロフィル合成およびトコフェロール合成に関与する,LHCモチーフを持つタンパク質の同定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中亮一,Maxi Rothbart,岡征子,柴田勝,明賀丈史,本橋令子,篠崎一雄,Bernhard Grimm,田中歩
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス(熊本市)
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] 植物免疫抑制因子NSL2の相互作用タンパク質の探索と解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 浅田裕,高橋和馬,田中莉夏子,勝又邦明,山本宏子,上中弘典,長根智洋,田中亮一,田中歩,山口淳二
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス(熊本市)
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] シロイヌナズナの種子形成におけるクロロフィルb還元酵素の機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中島沙織,伊藤寿,田中亮一,田中歩
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス(熊本市)
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] クロロフィル分解に関与するフラビンタンパク質 (2010)
  • 著者名/発表者名: 目黒美生,伊藤寿,高林厚史,田中亮一,田中歩
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス(熊本市)
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] D1タンパク質の改変によるジビニルクロロフィルへの適合性の獲得 (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊藤寿,田中亮一,田中歩
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス(熊本市)
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] ジビニルクロロフィルに置換したSynechocystis sp.PCC 6803 光化学系 IIの解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 日下部勇人,岡崎茂俊,長尾遼,伊藤寿,田中歩,三室守,鞆達也
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス(熊本市)
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] Tetrapyrrole metabolism of photosynthetic organisms : Degrative pathways & their regulation. (2009)
  • 著者名/発表者名: Ayumi Tanaka
  • 学会等名: International Conference on Tetrapyrrole Photoreceptors in Photosynthetic Organisms (ICTPPO 2009)
  • 発表場所: Asilomar Conference Center, Pacific Grove, CA (USA)
  • 年月日: 20090726-31
• [学会発表] Delayed leaf senescence by enhanced chlorophyll b biosynthesis. ILTS International Symposium (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasuhito Sakuraba, Ryouichi Tanaka, and Ayumi Tanaka
  • 学会等名: Frontier of Low Temperature Science
  • 発表場所: Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University (Sapporo)
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] Photosystem development of marine cyanobacterium Prochlorococcus. ILTS International Symposium (2009)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Ito and Ayumi Tanaka
  • 学会等名: Frontier of Low Temperature Science
  • 発表場所: Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University (Sapporo)
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] 地球環境と光合成の進化、北海道大学低温科学研究所研究集会 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田中歩
  • 学会等名: 大気圏と生物圏の相互作用:大気化学を中心として
  • 発表場所: 北海道大学低温科学研究所(札幌市)
  • 年月日: 2009-07-09
• [備考]
  • URL: http://www.lowtem.hokudai.ac.jp/plantadapt/