研究課題
植物や細菌の行う光合成では、これらの生物が生存する環境下で最も効率よくエネルギー利用できるように、自発的な光合成能の最適化がなされている(光合成調節機構と定義)。特に光捕集を担うアンテナ系色素蛋白質複合体では、多彩で巧みな調節機構が具現化されている。本研究では、光合成細菌が生産する色素類の微細構造に着目し、単一細胞レベルまで解析対象の分解能をあげ、複合超分子系における超高感度色素解析に挑戦することを計画した。複合体を構成する色素類の微細構造(=色素の特徴的な発色団に影響を与えない疎水性部)という観点から、「光合成調節機構」を解明することを最終目標とした。様々な条件下で生育させた光合成細菌の培養液から、マニュピュレータ及びセルソータを用いた(単一)細胞の分取を行った。得られた単一細胞中のクロロフィル色素を超高感度に解析するシステムの構築を行った。超高感度計測システムとしては、クロロフィル色素の高い発光量子収率を利用した蛍光発光型検出器を接続した高速液体クロマトグラフを用いた。蛍光発光型検出器をクロロフィル色素に最適化したプロトタイプに改造することで、単一細胞中の目的色素の定性的検出に成功した。ここで、単一細胞からの色素抽出操作時に試料の部分的な変性が確認され、その改良が今後の課題として残った。定量的な議論を可能とするため、現システムの更なる進化・発展の必要性もある。紅色光合成細菌の一種Rhodopseudomonas palustris株では、疎水部構造が異なる様々なクロロフィル色素が過剰蓄積することを確認してきた(この種では光合成調節機構が顕著に発現)。更に、これらの色素類の分布は、光合成器官の種類に強く依存することも確認した。しかし、この種からの反応中心部の単離・精製は未だ報告例がない。硫安分画等による反応中心部の単離に挑戦する必要もある。
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Bioorg.Med.Chem.
巻: 19 ページ: 52-57
Photosynth.Res.
巻: 107 ページ: 133-138
Bull.Chem.Soc.Jpn.
巻: (印刷中(掲載確定))
Biochemistry
Nature
巻: 465 ページ: 110-114
巻: 105 ページ: 257-263
http://www.ritsumei.ac.jp/se/rc/staff/tamiaki/lab.html
