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2015 年度 実績報告書

NDH複合体を中心とする葉緑体機能制御の進化

研究課題

研究課題/領域番号 25251032
研究機関京都大学

研究代表者

鹿内 利治  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70273852)

研究期間 (年度) 2013-10-21 – 2016-03-31
キーワード葉緑体 / NDH / 光化学系Ⅰ / 超複合体 / LhcI / 光合成
研究実績の概要

NDH複合体は、リンカータンパク質である、Lhca5とLhca6を介して光化学系Ⅰ(PSI)複合体と相互作用している(NDH-PSI超複合体)。電子顕微鏡の観察から、NDH複合体は、PSI複合体の集光アンテナ側と相互作用する。PSI複合体の集光アンテナは、Lhca1-4から成る。前年度までの解析から、少なくともLhca6は、4つの集光アンテナによって形成される半円弧の外側に結合すると考えられる。Lhca6の結合部位を決定する目的で、各集光タンパク質を欠損する変異株において、NDH-PSI超複合体の形成を調べた。
Lhca1/Lhca4とLhca2/Lhca3は、それぞれヘテロダイマーを形成している。Lhca2を欠損するとLhca3も不安定化するが、NDHは、Lhca1/Lhca4を介してPSIと結合している。Lhca6は、Lhca1/Lhca4と結合している可能性が考えられるが、本来Lhca2/Lhca3と結合するLhca5もLhca1/Lhca4と結合できることが示唆された。一方、Lhca4を欠損すると、そこにLhca5が入るが、この変異株でもNDH-PSI超複合体が検出された。この場合、Lhca6は、Lhca1/Lhca5と結合していると考えられる。Lhca2、3、4を欠損する変異株では、NDH-PSI超複合体は不安定になり、NDHは様々な大きさの複合体に検出された。Lhca1/Lhca5は、Lhca2/Lhca3の存在下で安定化するが、単独では不安定と考えられる。NDHはLhca1/Lhca5を介して不安定な超複合体を形成するが、1コピーあるいは、2コピーのPSIとの結合を欠いた複合体が検出された。
以上の結果から、Lhca6はLhca1/Lhca4の外側、一方、Lhca5はLhca2/Lhca3の外側に結合することで、NDHとの結合を仲介するモデルが考えられる。しかしながら、6つのLhcaタンパク質の間では、機能のある程度の 互換性がある。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Regulatory network of proton motive force: Contribution of cyclic electron transport around photosystem I2016

    • 著者名/発表者名
      Shikanai T.
    • 雑誌名

      Photosynthesis Res.

      巻: 未定 ページ: 未定

    • DOI

      10.1007/s11120-016-0227-0

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Artificial remodeling of alternative electron flow by flavodiiron proteins in Arabidopsis2016

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto H., Takahashi S., Badger M.R. and Shikanai T.
    • 雑誌名

      Nature Plants

      巻: 2 ページ: 16012

    • DOI

      10.1038/nplants.2016.12

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] NDH-1 and NDH-2 plastoquinone reductases in oxygenic photosynthesis2016

    • 著者名/発表者名
      Peltier G., Aro E.-M. and Shikanai T.
    • 雑誌名

      Annu. Rev. Plant Biol.

      巻: 67 ページ: 55-80

    • DOI

      10.1146/annurev-arplant-043014-114752

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Regulation of photosynthesis by alternative electron flow2015

    • 著者名/発表者名
      Shikanai T.
    • 学会等名
      China-Germany Binational Conference "Dynamics in Photosynthesis"
    • 発表場所
      Tutzing, Germany
    • 年月日
      2015-11-09 – 2015-11-13
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Regulation of photosynthesis by alternative electron flow2015

    • 著者名/発表者名
      Shikanai T.
    • 学会等名
      International Symposium on Dynamics and Regulation of Photosynthesis
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      2015-10-29 – 2015-10-31
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Regulation of proton motive force in chloroplasts2015

    • 著者名/発表者名
      Shikanai T.
    • 学会等名
      International Copnference Photosynthesis Research for Sustainability
    • 発表場所
      Crete, Greece
    • 年月日
      2015-09-21 – 2015-09-26
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Regulation of proton motive force in chloroplasts2015

    • 著者名/発表者名
      Shikanai T.
    • 学会等名
      Gordon Research Conference Photosynthesis
    • 発表場所
      Waltman, USA
    • 年月日
      2015-06-27 – 2015-07-04
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Evolution of photosynthetic NDH-1: Structure and physiological function. W.A. Cramer and T. Kallas (eds.), Cytochrome complexes: Evolution, Structures, Energy Transduction, and Signaling, Advances in Photosynthesis and Respiration2016

    • 著者名/発表者名
      Shikanai T. and Aro E.-M.
    • 総ページ数
      ?
    • 出版者
      Springer Science+Business Media Dordrecht

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公開日: 2017-01-06  

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