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2015 年度 実績報告書

1分子観測による光合成タンパク質超複合体の可視化

研究課題

研究課題/領域番号 26660087
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) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード植物 / 光合成 / 葉緑体 / チラコイド膜 / タンパク質複合体
研究実績の概要

葉緑体チラコイド膜においては、光合成電子伝達鎖を形成する膜タンパク質複合体が膜上で集合し、安定もしくは過渡的な超複合体を形成して機能することが報告されている。本研究では、電子顕微鏡を用いた単分子観測によって、それらを可視化することを目指した。
1)モデル系として、結晶構造解析に用いられている好熱性シアノバクテリアSynechococcus elongatus由来の光化学系II精製標品を用いて、位相板を有するクライオ電子顕微鏡を用いて画像を取得し、3次元立体構造の構築を試みた。結晶中とは異なり、光化学系IIの2つのダイマーが、酸素発生系を外側に向ける形で相互作用した像を認めた。一方、ダイマー同士の相互作用の仕方は、粒子間で少しずつ異なり、これが分解能が向上しない要因となっていると考えられた。位相板の使用は、直接分解能の向上に寄与しなかったが、クライオ電顕像から目視で異なる粒子を選抜するのに有効であると考えられた。
2)クラミドモナス変異体に、ヒスチジンタグを付加した光化学系II膜表在性タンパク質を形質転換により発現させ、アフィニティークロマトグラフィーによって光化学系II複合体を精製した。その結果、集光タンパク質を結合したPSII-LHCII超複合体のみが濃縮されることを見出した。電子顕微鏡解析により、得られた粒子の状態を確認し、さらなる精製条件の最適化を行った。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (7件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] University of London, Queen Mary(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of London, Queen Mary
  • [雑誌論文] The N-terminal sequence of the extrinsic PsbP protein modulates the redox potential of Cyt b559 in photosystem II.2016

    • 著者名/発表者名
      Nishimura T, Nagao R, Noguchi T, Nield J, Sato F and Ifuku K
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 ページ: 21490

    • DOI

      10.1038/srep21490

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structural Coupling of Extrinsic Proteins with the Oxygen-Evolving Center in Photosystem II2016

    • 著者名/発表者名
      Ifuku K, Noguchi T
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 7 ページ: 84

    • DOI

      10.3389/fpls.2016.00084

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photoinhibition of Photosystem II in Transplastomic Lettuce (Lactuca sativa) Dominantly Accumulating Astaxanthin2015

    • 著者名/発表者名
      Fujii R, Yamano N, Hashimoto H, Misawa N, Ifuku K
    • 雑誌名

      Plant & Cell Physiology

      巻: in press ページ: ...

    • DOI

      pii: pcv187

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 緑藻クラミドモナスにおけるHis タグ付加PsbP タンパク質を用いた光化学系II の機能相補と精製2016

    • 著者名/発表者名
      西村太志,佐藤文彦,伊福健太郎
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [学会発表] PELDOR法を用いた光化学系II表在性サブユニットPsbPの結合位置の解析2016

    • 著者名/発表者名
      浅田瑞枝、西村大志、佐藤文彦、伊福健太郎、三野広幸
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [学会発表] カルボニルカロテノイドが結合したLHCIIの構造と機能2016

    • 著者名/発表者名
      山野奈美、伊福健太郎、橋本秀樹、三沢典彦、藤井律子
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [学会発表] アスタキサンチン生産レタスにおける光化学系IIの光阻害と光保護2016

    • 著者名/発表者名
      藤井律子、山野奈美、橋本秀樹、三沢典彦、伊福健太郎
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [学会発表] 葉緑体NAD(P)H dehydrogenase 様複合体におけるPsbQ-Like(PQL)3 タンパク質の局在と分子機能2016

    • 著者名/発表者名
      横江友貴,仲村渉,藪田真也,佐藤文彦,伊福健太郎
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [学会発表] シロイヌナズナ変異体psbo1 における光阻害防御機構の解析2016

    • 著者名/発表者名
      安原咲希,佐藤文彦,伊福健太郎
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [学会発表] 光化学系II表在性サブユニットPsbP結合位置の解析2015

    • 著者名/発表者名
      浅田瑞枝、西村大志、佐藤文彦、伊福健太郎、三野広幸
    • 学会等名
      第54回電子スピンサイエンス学会年会(SEST2015)
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター
    • 年月日
      2015-11-02 – 2015-11-04
  • [図書] "Regulation of photosynthetic electron transport via supercomplex formation in the thylakoid membrane", In: "Redox Proteins in Supercomplexes and Signalosomes" (R. Louro and I. Diaz-Moreno, Eds.)2015

    • 著者名/発表者名
      Ifuku K, Shikanai T
    • 総ページ数
      21
    • 出版者
      CPC press, Boca Raton, FL

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-01-31  

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