2019 Fiscal Year Annual Research Report
光合成複合体間の連係プレイにおける構造基盤の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation of novel light energy conversion system through elucidation of the molecular mechanism of photosynthesis and its artificial design in terms of time and space |
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| Project/Area Number |
18H05153
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
大友 征宇 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (10213612)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 光合成 / 電子伝達 / 光電変換 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、天然光合成の初期過程における集光・電荷分離と電子移動間の連係プレイ(Interplay)に関するものである。これらの素機能を担う光捕集複合体LH1、反応中心RC、水溶性電子伝達タンパク質HiPIPと膜内チトクロム(Cyt) bc1を研究対象とし、LH1-RC、HiPIPとCyt bc1からなる光捕集・電荷分離・電子伝達の３機能を併せもつ超分子複合体の共結晶化と構造解析を行い、これらの複合体間において機能調節を司る相互作用の構造基盤の解明を目指す。
昨年度HiPIPとLH1-RCの共結晶の形成が確認できたことを受けて、本年度は高分解能を与える共結晶化条件の最適化を行ってきた。HiPIPの割合とpHを細かく変化させて調べた結果、反応中心RCのCサブユニット近傍にHiPIP由来と思われる電子密度が現れた。HiPIP対LH1-RCのモル比の増加に伴い、ある閾値から結晶の回折分解能の低下が見られたことから最適なHiPIP：LH1-RC量論比が存在することがわかった。現在共結晶化条件の最適化を行っているとともに、HiPIPの構造を導入して共結晶の構造モデル構築を開始した。一方、膜タンパク質の性質と複合体の形成に大きな影響を及ぼす膜リン脂質組成について31P-NMRと誘導結合プラズマ蛍光発光（ICP-AES）を用いて同定した。ほとんどの光合成細菌から精製されたLH1-RCにはカルジオリピン（CL）が主成分であることが判明され、膜中でマイナー成分のCLが精製されたLH1-RCに特異的に強く結合していることが示唆された。この成果は国際学術誌（Biochim. Biophys. Acta-Bioenergetics 1860, 461; 2019）に掲載された。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Blastochloris tepida, sp. nov., a thermophilic species of the bacteriochlorophyll b-containing genus Blastochloris2019
Author(s)
Madigan, M. T, Resnick, S. M., Kempher, M, L., Dolnalkova, A. C., Takaichi, S., Wang-Otomo, Z.-Y., Toyoda, A., Kurokawa, K., Mori, H. and Tsukatani, Y.
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Journal Title
Arch. Microbiol.
Volume: 201
Pages: 1351-1359
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Properties and structure of a low-potential, penta-heme cytochrome c552 from a thermophilic purple sulfur photosynthetic bacterium Thermochromatium tepidum2019
Author(s)
Chen, J.-H., Yu, L.-J., Boussac, A., Wang-Otomo, Z.-Y. Kuang, T. & Shen, J.-R.
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Journal Title
Photosynth. Res.
Volume: 139
Pages: 281-293
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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