葉緑体酸素発生系ホモログ群の分子機能の全容解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23780103
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 伊福 健太郎 京都大学, 生命科学研究科, 助教 (50359783)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 植物 / 光合成 / 電子伝達 / 環境応答 / 分子進化

研究概要

緑色植物の葉緑体には、水分解ー酸素発生反応を行う光化学 II複合体の、水分解ー酸素発生側に結合する膜表在性タンパク質であるPsbPとPsbQのホモログ（酸素発生系ホモログ）が、数多く存在する。本研究では、シアノバクテリアやシロイヌナズナの変異体を用いて、それらの分子機能を解析した。その結果、PsbPとPsbQホモログが、光合成電子伝達鎖において、光化学系II活性の光環境適応や、光化学系II周辺の循環的電子伝達に関わる葉緑体NDH複合体の蓄積など、重要かつ多様な機能を有することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Cross-Linking Evidence for Multiple Interactions of the PsbP and PsbQ Proteins in a Higher Plant Photosystem II Supercomplex (2014)
  • 著者名/発表者名: Ido, K., Nield, J., Fukao, Y., Nishimura, T., Sato, F., Ifuku, K
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: (in press)
• [雑誌論文] Function and association of CyanoP in photosystem II of Synechocystis sp. PCC 6803 (2014)
  • 著者名/発表者名: Aoi, M., Kashino, Y., Ifuku, K.
  • 雑誌名: Res. Chem. Intermed 巻: (in press)
• [雑誌論文] The PsbP and PsbQ family proteins in the photosynthetic machinery of chloroplasts (2014)
  • 著者名/発表者名: Ifuku, K
  • 雑誌名: Plant Physiol. Biochem 巻: (in press)
  • DOI: 10.1016/j.plaphy.2014.01.001.
• [雑誌論文] Identification of the basic amino acid residues on the PsbP protein involved in the electrostatic interaction with photosystem II (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishimura, T., Uno, C., Ido, K., Nagao, R., Noguchi, T., Sato, F., Ifuku, K
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta 巻: (in press)
  • DOI: 10.1016/j.bbabio.2013.12.012.
• [雑誌論文] 光化学系IIの光阻害に対するチラコイド膜内腔タンパク質の役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊福健太郎
  • 雑誌名: 光合成研究23 巻: (2) ページ: 86-93
  • URL: http://photosyn.jp/journal.html
• [雑誌論文] The Conserved His-144 in the PsbP Protein Is Important for the Interaction between the PsbP N-terminus and the Cyt b_559 Subunit of Photosystem II (2012)
  • 著者名/発表者名: Ido, K., Kakiuchi, S., Uno, C., Nishimura, T., Fukao, Y., Noguchi, T., Sato, F., and Ifuku, K
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 287 ページ: 26377-26387
  • DOI: 10.1074/jbc.M112.385286.
• [雑誌論文] The PsbQ protein stabilizes the functional binding of the PsbP protein to photosystem II in higher plants (2012)
  • 著者名/発表者名: Kakiuchi, S., Uno, C., Ido, K., Nishimura, T., Noguchi, T., Ifuku, K., and Sato, F
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta (Bioenergetics) 巻: 1817 ページ: 1346-1351
  • DOI: 10.1016/j.bbabio.2012.01.009.
• [雑誌論文] 葉緑体酸素発生系タンパク質の分子進化と植物の環境適応 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊福健太郎
  • 雑誌名: 生化学 巻: 84(11) ページ: 934-938
  • URL: http://www.jbsoc.or.jp/mini_review
• [雑誌論文] Structure of the chloroplast NADH dehydrogenase-like complex : nomenclature for nuclear-encoded subunits (2011)
  • 著者名/発表者名: Ifuku, K., Endo, T., Shikanai, T., and Aro, E.M
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 52 ページ: 1560-1568
  • DOI: 10.1093/pcp/pcr098.
• [学会発表] PsbP-Like protein 1 (PPL1)の光化学系II超複合体における分子機能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 草間翔子,松井信太郎,佐藤文彦,伊福健太郎
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 20140318-20
• [学会発表] 高等植物の光化学系II膜表在性サブユニットの結合様式 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西村太志,宇野千尋,井戸邦夫,長尾遼,深尾陽一郎,野口巧,佐藤文彦,伊福健太郎
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 20140318-20
• [学会発表] Interaction of the PsbP protein in higher plant PSII complex (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishimura, T., Asada, M., Ido, K., Mino, H., Sato, F., and Ifuku, K
  • 学会等名: The 16^<th> International Congress on Photosynthesis
  • 発表場所: St. Louis, MO, USA
  • 年月日: 20130811-16
• [学会発表] Functional analysis of PsbP-like protein 1 (PPL1) in the PSII-LHCII supercomplex (2013)
  • 著者名/発表者名: Kusama, S., Matsui, S., Sato, F., Ifuku, K
  • 学会等名: The 16^<th> International Congress on Photosynthesis
  • 発表場所: St. Louis, MO, USA
  • 年月日: 20130811-16
• [学会発表] シアノバクテリア型PsbP(Cyano P)の分子機能に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 青井政樹、菓子野康浩、佐藤文彦、伊福健太郎
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20130321-23
• [学会発表] PsbP-Like protein 1(PPL1)の発現抑制が光化学系II複合体形成に与える影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 草間翔子、松井信太郎、佐藤文彦、伊福健太郎
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20130321-23
• [学会発表] 光化学系II光阻害感受性植物における光合成馴化機構の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山口咲希、井戸邦夫、遠藤剛、佐藤文彦、伊福健太郎
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20130321-23
• [学会発表] 葉緑体酸素発生系タンパク質の分子進化と機能分化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊福健太郎
  • 学会等名: 第27回インターゲノミクスセミナー
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2013-12-06
• [学会発表] チラコイド膜タンパク質複合体の機能を支える膜表在性タンパク質の役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊福健太郎
  • 学会等名: 日本植物学会第77回大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2013-09-15
• [学会発表] Interaction and function of the membrane-extrinsic proteins of photosystem II in higher plants (2013)
  • 著者名/発表者名: Ifuku, K
  • 学会等名: International Conference, Photosynthesis Research for Sustainability
  • 発表場所: Baku, Azerbijan
  • 年月日: 2013-06-06
  • 招待講演
• [学会発表] Functions of Thylakoid Lumenal Proteins Against Photoinhibiton of Photosystem II (2013)
  • 著者名/発表者名: Ifuku, K.
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会シンポジウム
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2013-03-23
• [学会発表] 緑色植物型の膜表在性タンパク質による光化学系II水分解反応の制御機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊福健太郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会シンポジウム
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] Evolution of the OEC family proteins in chloroplasts and plant adaptation to the environment (2012)
  • 著者名/発表者名: Ifuku, K.
  • 学会等名: Japan-Finnish Seminar 2012
  • 発表場所: Naantali, Finland
  • 年月日: 20120908-13
  • 招待講演
• [学会発表] 強光ストレス耐性に関わるPsbP-Like 1 (PPL1)の分子機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松井信太郎,石原靖子,井戸邦夫,佐藤文彦,伊福健太郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都女子大
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] Functional Diversification of photosystem II extrinsic subunits in higher plants (2011)
  • 著者名/発表者名: Ifuku, K
  • 学会等名: International Conference, Photosynthesis Research for Sustainability
  • 発表場所: Baku, Azerbijan
  • 年月日: 2011-07-27
  • 招待講演
• [備考]
  • URL: http://www.lif.kyoto-u.ac.jp/labs/callus/