• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2018 年度 実績報告書

プロトン駆動力とNADP量的制御のクロストーク

公募研究

研究領域新光合成:光エネルギー変換システムの再最適化
研究課題/領域番号 17H05714
研究機関埼玉大学

研究代表者

川合 真紀  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (10332595)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワードNAD代謝 / リニア電子伝達系
研究実績の概要

葉緑体の光化学系において、NADPHは光で駆動されるリニア電子伝達の最終電子受容体NADP+の還元によって生成し、ATPは電子伝達で形成したプロトン勾配を利用して合成される。電子伝達量は、電子を受容可能なNADPプールサイズ(NADP+とNADPHの総和)によって制限される一方で、NADキナーゼ(NADK)によるNADP+合成にはATPが必要である。すなわち、NADP+量によってATP合成が制限され、ATP量によってNADP+合成が制限されるという交互作用(クロストーク)の存在が推定されるが、これまでNADPプールサイズをプロトン駆動力の制御要因として着目した研究例はない。本研究は、NADPプールサイズがプロトン駆動力に及ぼす影響と、プロトン駆動力を形成する電子伝達経路がNADK活性に及ぼす影響を解明することを目的として実施した。はじめに、葉緑体NADPプールサイズが変動する光に応答して増減を繰り返す現象を見出した。さらに、葉緑体型NADK酵素(NADK2)の活性化と基質NAD+の供給が葉緑体NADP プールサイズの律速となることを明らかにした。ここから、光照射とNAD+前駆体処理を組み合わせることでNADPプールサイズを制御する手法を構築し、NADPプールサイズの変動に応答してプロトン駆動力が変化することを明らかにした。また、NADP恒常性変異体の解析から葉緑体レドックス制御ネットワークのうちフェレドキシン(Fd)-チオレドキシンm(Trx-m)経路によってNADK2活性が抑制的に制御されることを明らかにした。今後、これらの知見と合わせて光依存的にNADK2活性を促進的に制御する経路について解析を進めることで、変動環境下において電子受容体であるNADPプールサイズを調節して光合成活性を最適化して環境に順応する機構が解明されることが期待される。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30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 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] One of the NAD kinases, sll1415, is required for the glucose metabolism of Synechocystis sp. PCC 68032019

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa T, Miyagi A, Ishikawa T, Nagano M, Yamaguchi M, Hihara Y, Kaneko Y, Kawai-Yamada M
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.1111/tpj.14262

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ferredoxin/thioredoxin system plays an important role in the chloroplastic NADP status of Arabidopsis2018

    • 著者名/発表者名
      Hashida S, Miyagi A, Nishiyama M, Yoshida K, Hisabori T, Kawai-Yamada M
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 95 ページ: 947-960

    • DOI

      10.1111/tpj.14000

    • 査読あり
  • [学会発表] シアノバクテリアSynechocystis sp.PCC6803が有するNADキナーゼの生理的な役割2019

    • 著者名/発表者名
      石川優真、宮城敦子、石川寿樹、長野稔、山口雅利、 園池公毅、日原由香子、金子康子、川合真紀
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] シアノバクテリアにおけるNADキナーゼの機能と代謝調節2018

    • 著者名/発表者名
      石川優真、宮城敦子、長野稔、石川寿樹、山口雅利、園池公毅、金子康子、日原由香子、川合真紀
    • 学会等名
      第36回日本植物細胞分子生物学会
  • [学会発表] ペルオキシソーム局在性NADキナーゼの機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      田中大夢、鈴木渉太、宮城敦子、河野優、矢守航、石川寿樹、山口雅利、川合真紀
    • 学会等名
      第36回日本植物細胞分子生物学会
  • [学会発表] シアノバクテリアにおけるNADキナーゼの異なる役割2018

    • 著者名/発表者名
      石川優真、宮城敦子、石川寿樹、長野稔、山口雅利、園池公毅、日原由香子、金子康子、川合真紀
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
  • [学会発表] NAD(P)(H) metabolism and photosynthesis2018

    • 著者名/発表者名
      Maki Kawai-Yamada, Yuma Ishikawa
    • 学会等名
      日本ーフィンランドセミナー「Shaping photosynthesis against climate change and toward efficient water and nutrient management」
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Slr0400, one of the NAD kinase in Synechocysris sp. PCC 6803, has a significant function under the high light condition.2018

    • 著者名/発表者名
      Yuuma Ishikawa、Atsuko Miyagi、Minoru Nagano、Toshiki Ishikawa、Masatoshi Yamaguchi、Kintake Sonoike 、Yukako Hihara、Yasuko Kaneko、Maki Kawai-Yamada
    • 学会等名
      International Symposium on photosynthesis and chloroplast biogenesis.
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2019-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi