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光呼吸論文_その2

March 8, 2020

ここでは、今回の光呼吸解析で新規に明らかになったことを紹介します。

 

非常に重要なことでした。葉緑体光合成電子伝達反応において、光化学系I (PSI)反応中心クロロフィルP700酸化にかかわるシトクロムb6/f複合体でのプラストキノール酸化反応は、これまで長い間チラコイド膜ルーメン空間でのプロトン蓄積、つまりルーメン酸性化により抑制されると考えられてきました。海外の研究者が見出して提唱しています。プラストキノール酸化反応の抑制は、PSIへの電子の流れを抑制するのでP700が酸化されます。しかしながら、今回、我々は、コムギ生葉において光合成の抑制とともにチラコイド膜ルーメン酸性化が生じないにもかかわらず、P700酸化が生じていることを世界で初めて見出しました。まさか、高等植物の生葉で、この生理現象に出会うとは思いもしませんでした。

                なぜなら、この生理現象(チラコイド膜ルーメン酸性化なしにP700が酸化されるという事実)は、ラン藻で見出されていた事実です。そして、この生理現象は、世界で初めて私たちが見出したもので、RISE (reduction-induced suppression of electron flow)と名付けました(Shaku et al. 2016, Shimakawa, Shaku et al. 2018)。現在、少しずつ、引用していただいております。プラストキノンの還元レベルが大きくなると、シトクロムb6/f複合体でのプラストキノール酸化反応の抑制が生じます。非常に重要な事実です。つまり、光合成が抑制され、プラストキノンの還元が進行すると、RISEによるP700への電子伝達反応の抑制が生じます。これもまた、光合成抑制とともにPSIでの活性酸素生成を抑制するためのP700酸化が目的です。RISE現象は、光合成生物の進化過程で保存されてきたことが明らかになりました。高等植物で観測されたこと、非常に感動です。重要だからこそ、今も引き継がれて、機能していると考えます。

                ラン藻で、RISE現象を発見した時、釋さんとあーでもない、こーでもないと多くの議論を重ねたことが懐かしい限りです。新しい生理現象に出会うこと、一方で新しい解析手法を開発すること、どちらが先でも、光合成生