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本課題は主に【C_4】植物をモデルとして、高等植物同化組織における細胞間分業が各細胞内オルガネラの機能分化とどのように関連しているかを明らかにするのが目的である。昨年度はミトコンドリアとペルオキシソームの分化を取り上げたので本年度は葉緑体について研究した。
1.NAD-ME型【C_4】植物キビの葉肉細胞と維管束鞘細胞のプロトプラストから、それぞれの無傷葉緑体を単離して、シリコン油層遠心法により【^(14)C】化合物の包膜透過性を比較した。 (1)【C_4】光合成のカギとなるピルビン酸の取り込みは両細胞葉緑体で見られ、いずれも光照射により促進された。特に葉肉細胞葉緑体では暗中の10倍以上に達した。また、光前照射直後の暗中における取り込みが著しく促進されること、その経時変化は光照射による葉緑体ストロマpHの変化、ATPレベルの上昇との相関が見られることから、おそらく、【C_4】植物葉肉細胞葉緑体には光化学反応と関連したピルビン酸蓄積機構が発達していると思われる。 (2)光呼吸グリコール酸経路の最終段階であるグリセリン酸の取り込みは両細胞葉緑体で見られた。光による促進効果やグリコール酸添加による阻害も同程度であった。したがって、この点に関し、【C_4】植物両葉緑体は【C_3】植物葉緑体と同じである。
2.葉緑体チラコイド膜の光化学系1色素蛋白複合体を単離し、その性質をしらべた。 (1)この複合体は4つのサブユニットから成り、66KDサブユニットには活性中心の【P_(700)】と鉄イオウセンターXを含むことが分った。 (2)種々の色素蛋白複合体標品について【P_(700)】とクロロフィルaのエピマーの一種a′の比をしらべたところ【P_(700)】/a比は非常に異なるにかかわらず、【P_(700)】/a′比は常に1/2であることがわかった。これは【P_(700)】の本体がクロロフィルa′の2量体であることを示唆する。また、【P_(700)】を除いた66KDアポ蛋白とa′の再構成実験の結果もこれを支持した。
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