【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.24】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23MS1048

利用課題名 / Title

Ca結合型光合成タンパク質における耐熱化メカニズムの解明

利用した実施機関 / Support Institute

自然科学研究機構 分子科学研究所 / IMS

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies（副 / Sub）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion

キーワード / Keywords

光合成, 近赤外光, カルシウム, 耐熱性,太陽電池/ Solar cell,分離・精製技術/ Separation/purification technology

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

木村 行宏

所属名 / Affiliation

神戸大学大学院農学研究科

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

南野 朱音,稲田 一輝

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

MS-221：熱分析（示差走査型カロリメーター/溶液）

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

本研究では、上記紅色光合成細菌由来のCa結合型およびCa除去型LH1-RCについて示差走査熱量分析を行い、それらの熱変性温度から、各種LH1-RCの構造安定性におけるCaの効果を検証する。これらの知見と構造情報ならびに他の物理化学的な実験結果を検証することにより、Ca結合型LH1-RCにおける耐熱化メカニズムを明らかにする。

実験 / Experimental

今回はC.japonicumおよびT.tepidumを対象とした。所属研究室において、各培養細胞から界面活性剤でLH1-RCを抽出し、陰イオン交換クロマトグラフィーあるいはショ糖密度勾配遠心分離により高純度のLH1-RCを精製した。これを複数回行うことにより、示差走査熱量分析に必要なサンプル量を調製した。分子科学研究所において、精製したC.japonicumおよびT.tepidum由来Ca結合型LH1-RCの示差走査熱量分析を行った。

結果と考察 / Results and Discussion

T.tepidumについてはLH1-RC熱変性温度が84.6℃に観測された。これは以前に得られた75.０℃と大きく異なるが、可溶化に使用する界面活性剤の種類によって熱変性温度が変化することが判明した。一方、C.japonicumでは92.6℃に熱変性温度が観測された。これまではT.tepidumが最も耐熱性の高い紅色細菌とされてきたが、今回の結果から、C. japonicumが最も高い耐熱性を有することが判明した。今回はCa結合型のピークを検出することに成功したが、Ca除去型のピークを観測し、Caの効果を明らかにする必要がある。したがって、次年度でも本研究の継続申請を行い、今回得られた結果の検証に加え、未着手のT.litrarisおよびT.frisiusについても同様の解析を行いたいと考えている。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

1. Minamino, A., Saini, M.K., Takenaka, S., Wang-Otomo, Z.-Y., and Kimura, Y., “Purification and characterization of a new thermophilic purple sulfur bacterium Caldichromatium japonicum“, The 61th Annual Meeting of the BSJ, Nagoya, Nov. (2023).
2. 南野朱音、M.K. Saini、竹中慎治、大友征宇、木村行宏：“新規好熱性紅色光合成細菌Caldichromatium japonicmの特性解析”、第29回光合成セミナー：反応中心と色素系の多様性、名古屋、6月（2023）

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件