Biophysical studies on light-harvesting systems in Chlamydomonas reinhardtii

莱茵衣藻光捕获系统的生物物理研究

基本信息

批准号：
16F16087
负责人：
皆川純
金额：
$ 1.47万
依托单位：
National Institute for Basic Biology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16F16087/
关键词：
光合成

项目摘要

光化学系2の集光系は、光合成の一次効率を決定し、また光保護メカニズムにおいても重要な役割を持つ。緑藻の光保護メカニズムの研究においては、特にLHCSR3を中心に研究・議論が行われてきた。本研究では、LHCSR3を結合した光化学系2超複合体をモデル緑藻 Chlamydomonas reinhardtiiから精製して、励起エネルギー伝達ダイナミクスの分光学的分析を行った。これによりLHCSR3が光化学系2の集光タンパク質の励起エネルギーを散逸させるという分子機能を持つことを解明した（Kim et al., JBC, 2017）。また、膜タンパク質の結合エネルギーの分析のための分光学的方法「時間分解蛍光分光法による熱力学的解離ダイナミクスの研究」を開発し、光化学系2が持っている集光タンパク質の結合エネルギーなどを分析した。結果として光化学系2の集光タンパク質が異なる結合エネルギーを持つということも突き止めた（Kim et al.、JPCB、2018）。また、チラコイド膜のグラナ構造が集光能力に及ぼす影響を研究するために、植物のグラナ構造に重要な役割をすると明らかになったCURT1Aを緑藻で過剰発現させた変異体を作成した。 CURT1Aを過剰発現させた変異体では植物グラナと類似した構造が生成されたことを共焦点蛍光顕微鏡を用いて確認した。これによって変化した特性を光の保護メカニズムの観点から蛍光分析を用いて調べた。

光化学系统2光同步系统决定了光合作用的主要效率，并且在光保护机制中也具有重要作用。在光保护机制的研究中，已经进行了研究和讨论，特别是在LHCSR3中。在这项研究中，将LHCSR3结合的光化学系统2超级复合材料从模型的绿色藻类deinhardtii中纯化，并进行了激发能量传递动力学分析。结果，已经阐明了LHCSR3具有分子功能，该分子功能传播了光化学2轻质蛋白的激发能（Kim等，JBC，2017）。此外，我们开发了一种用于分析膜蛋白的结合能的光谱法，“使用时间复杂的荧光光谱法对热力学解剖动力学的研究”，以及基于光化学的2个光化蛋白的结合能分析。结果，还发现2光化学蛋白的光化学相关蛋白具有不同的结合能（Kim等，JPCB，2018）。为了研究氟酮膜的Glana结构对整合能力的影响，这种变体过度表达了Curt1a，该变体在植物的Grana结构中起着重要作用。在过度表达的Curt1a的突变体中，使用CO-焦点荧光显微镜产生了类似于植物Grana的结构。从光保护机制的角度，使用荧光分析对此发生了变化的特征。

项目成果

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专利数量（0）

LHCSR3 dissipates the excitation energy of light-harvesting complexes in photosystem II supercomplexes

LHCSR3 耗散光系统 II 超复合物中光捕获复合物的激发能

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Eunchul Kim;Ryutaro Tokutsu;Makio Yokono;Seiji Akimoto;Jun Minagawa
通讯作者：
Jun Minagawa

Fluorescence lifetime analyses reveal how the high light-responsive protein LHCSR3 transforms PSII light-harvesting complexes into an energy-dissipative state

DOI：
10.1074/jbc.m117.805192
发表时间：
2017-11-17
期刊：
JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
影响因子：
4.8
作者：
Kim, Eunchul;Akimoto, Seiji;Minagawa, Jun
通讯作者：
Minagawa, Jun

Differences in the bindings of light-harvesting complexes in the photosystem II supercomplex of Chlamydomonas reinhardtii

莱茵衣藻光系统II超复合体中光捕获复合体结合的差异

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Eunchul Kim;Ryutaro Tokutsu;Keisuke Okajima;Jun Minagawa
通讯作者：
Jun Minagawa

Spectral decomposition of photosystem I and II fluorescence using microscopic fluorescence spectrum and self-absorption correction

使用显微荧光光谱和自吸收校正对光系统 I 和 II 荧光进行光谱分解

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Eunchul Kim;Tae Kyu Ahn;Shigeichi Kumazaki
通讯作者：
Shigeichi Kumazaki

Investigation on the Thermodynamic Dissociation Kinetics of Photosystem II Supercomplexes To Determine the Binding Strengths of Light-Harvesting Complexes

研究光系统 II 超复合物的热力学解离动力学以确定光捕获复合物的结合强度

DOI：
10.1021/acs.jpcb.7b12417
发表时间：
2018
期刊：
The Journal of Physical Chemistry B
影响因子：
0
作者：
Kim Eunchul;Tokutsu Ryutaro;Minagawa Jun
通讯作者：
Minagawa Jun

DOI：
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通讯作者：
Devi Bentia Effendi and Koichiro Awai