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植物細胞と細胞小器官の膜におけるプロトンとイオンの輸送の分子機構とその制御を明らかにし、またイオン輸送と植物細胞の機能維持およびホメオスタシスとの関連を解明した。
1.脱共役状態にある葉緑体チラコイド膜に光照射したときの可逆的H^+放出とチオ-ル基の反応性変化をともなうポリペプチドのコンフォ-メ-ション変化との対応をつけた。また、この変化については、ラット肝ミトコンドリアと紅色細菌クロマトフォアにおいては高エネルギ-化にともなう挙動の性格がチラコイド膜とは異なることも明らかにした。
2.CAM植物においてはリンゴ酸とH^+が日周期的に液胞膜を横切って大量に輸送される。この輸送の機構とその制御についてパッチ・クランプ法による解析を進めた。また、この輸送に際しての電気的中性の維持のためにリンゴ酸とH^+の輸送量の比が1:2に保たれていること、同時に液胞内pHの緩衝とリンゴ酸の輸送量確保のためにイソクエン酸が機能していることを明らかにした。
3.葉緑体チラコイド膜におけるCI^-などアニオンの輸送を他のイオンの輸送や膜内、膜表面の物理的状態変化と関連づけて解析した。またCI^-イオンの局在化と濃縮に関係し、酸素発生系の活性を保つ膜表在性タンパクを光化学系II標品から外した場合のイオンの接近度の変化を定量的に求めた。さらに、これらの膜表在性タンパクと反応中心クロロフィルに電荷をD1ポリペプチドのチロシン残基やマンガン・クラスタ-との位置関係を明らかにした。
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