菓子野康浩
Blue-Native PAGE 低温科学 67（光合成研究法）: 373-376. (2009)

菓子野康浩
Native-Green PAGE 低温科学 67（光合成研究法）: 377-380. (2009)

Takahashi T, Inoue-Kashino N, Ozawa S, Takahashi Y, Kashino Y, and Satoh K
Photosystem II complex in vivo is a monomer.
J Biol Chem 284: 15598-15606 (2009).

光化学系II複合体は、二量体化して初めて機能的になる、というのが従来の定説であった。
本研究では、生体内（in vivo）における機能的構造体は単量体であることを示した。
また、膜タンパク質複合体の単離・精製には界面活性剤は必要不可欠であるが、適切な濃度の界面活性剤を用いることの重要性を指摘した。

Aikawa S, Hattori H, Gomi Y, Watanabe K, Kudoh S, Kashino Y, and Satoh K
Diel tuning of photosynthetic systems in ice algae at Saroma-ko Lagoon, Hokkaido, Japan.
Polar Sci 3: 57-72 (2009).

Inoue-Kashino N, Takahashi T, Ban A, Sugiura M, Takahashi Y, Satoh K and Kashino Y
Evidence for a stable association of Psb30 (Ycf12) with photosystem II core complex in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803.
Photosynth Res: 323-335 (2008).

私たちが好熱性シアノバクテリアThermosynechococcus elongatusuに初めて見出したPsb30 (Ycf12)が 、Synechocystis sp. PCC 6803においても光化学系IIに強く結合しており、光化学系II複合体の構成成分であることを示したものである。
また、忍者タンパク質（ニンジャタンパク質、Ninja protein）の概念を提案したものでもある。

Ikeda Y, Komura M, Watanabe M, Minami C, Koike H, Itoh S, Kashino Y and Satoh K
Photosystem I complexes associated with fucoxanthin-chlorophyll-binding proteins from a marine centric diatom, Chaetoceros gracilis.
Biochim Biophys Acta 1777: 351-361 (2008).

珪藻は、地球の光合成生産の20%程度を担うほどの重要な生物である。
しかし、珪藻は、硬いシリカの殻に包まれているため、生化学的な研究は困難であった。
私たちの講座で世界に先駆けて開発した方法により、生化学的な研究を可能にしたものである。
そして、珪藻特有の光捕集システム（FCP; fucoxanthin chlorophyll-binding protein）から系I反応中心複合体への光エネルギー伝達経路を、時間分解蛍光法により解析した。

Nagao R, Ishii A, Tada O, Suzuki T, Dohmae N, Okumura A, Iwai M, Takahashi T, Kashino Y and Enami I
Isolation and characterization of oxygen-evolving thylakoid membranes and Photosystem II particles from a marine diatom Chaetoceros gracilis.
Biochim Biophys Acta 1767: 1353-1362 (2007).

珪藻は、地球の光合成生産の20%程度を担うほどの重要な生物である。
しかし、珪藻は、硬いシリカの殻に包まれているため、生化学的な研究は困難であった。
私たちの講座で世界に先駆けて開発した方法により、生化学的な研究を可能にしたものである。

Kashino Y, Takahashi T, Inoue-Kashino N, Ban A, Ikeda Y, Satoh K and Sugiura M
Ycf12 is a core subunit in the photosystem II complex.
Biochim Biophys Acta 1767(11): 1269-1275 (2007).

好熱性シアノバクテリアThermosynechococcus elongatusuに新規膜タンパク質を初めて見出した。
これは、従来、裸子植物と被子植物を分ける指標とされていたycf12遺伝子の発現産物であった。このように遺伝子の存在はよく知られていたが、発現しているかどうかさえ明らかになっていない遺伝子であった。この遺伝子産物が光化学系II複合体の構成成分であることを示したものである。
結晶構造の未同定ヘリックスの同定にも貢献したものである。
このタンパク質をPsb30 (Ycf12)と命名した。

Kashino Y, Harayama T, Pakrasi HB and Satoh K
Preparation of membrane proteins for analysis by two-dimensional gel electrophoresis.
J Chromatogr B 849: 282-292 (2007).

等電点二次元電気泳動は、プロテオミクス解析に不可欠の方法と言っても過言ではないほどである。
しかし、膜タンパク質はほとんど分離されることがない。
この論文では、従来等電点二次元電気泳動で分離されたことがないほどの疎水性膜タンパク質を、水溶性タンパク質と同程度の明瞭さで分離する方法を開発した。
しかも、コストパフォーマンスに優れ、IPGでは不可能であるヘム染色も可能である。

Roose JL, Kashino Y and Pakrasi HB
The PsbQ protein defines cyanobacterial photosystem II complexes with highest activity and stability.
Proc Natl Acad Sci USA 104:.2548-2553 (2007).

PsbQがシアノバクテリアの光化学系II複合体の活性および構造的安定性に重要な構成成分であることを示したものである。
そしてさらに、私たちが光化学系II複合体に存在することを改めて示したPsb27が、MnCaクラスターが形成されるまでPsbO、PsbU、PsbVの結合を妨げていることも明らかにした。
このことにより、光化学系II複合体の構築過程においてPsb27が非常に重要な役割をしていることを実験的に示した。

Kashino Y, Inoue-Kashino N, Roose JL & Pakrasi HB
Absence of the PsbQ Protein Results in Destabilization of the PsbV Protein and Decreased Oxygen Evolution Activity in Cyanobacterial Photosystem II.
J Biol Chem, Jul 2006; 281: 20834-20841 (2006).

PsbQがシアノバクテリアの光化学系II複合体における水分解・酸素発生反応に重要な構成成分であることを示したものである。

Ban A, Aikawa S, Hattori H, Sasaki H, Sampei M, Kudoh S, Fukuchi M, Satoh K & Kashino Y
Comparative analysis of photosynthetic properties in ice algae and phytoplankton inhabiting Franklin Bay, the Canadian Arctic, with those in mesophilic diatoms during CASES 03-04.
Polar Bioscience 19; 11-28 (2006).

カナダを主催国にした国際共同研究において、カナダの北極圏、マッケンジー川河口域をフィールドとした国際プロジェクト研究における成果。
好冷性微細藻類（おもに珪藻類）と常温性珪藻の光合成特性を比較し、寒冷海域での高い光合成効率が実現されるバックグランドを明らかにしたものである。

Inoue-Kashino N, Kashino Y, Satoh K, Terashima I & Pakrasi HB
PsbU provides a stable architecture for the oxygen-evolving system in cyanobacterial photosystem II
Biochemistry 44(36): 12214 - 12228 (2005).

PsbUがシアノバクテリアの光化学系II複合体の構造的安定性に重要な構成成分であることを示したものである。
また、従来、酸素発生反応に関与するClイオンの結合部位がPsbUに存在するとされていた。
この論文では、PsbUに塩素イオンの結合部位があるのではなく、PsbUそのものが人為的な塩素イオンの効能を果たしていることを示した。
つまり、従来の塩素イオンの効果についての仮説を否定するものである。
ただしこれは、MnCaクラスター近傍に結合している塩素イオンとは別のものである。

Thornton LE., Ohkawa H, Roose JL, Kashino Y, Keren N & Pakrasi HB
Homologs of Plant PsbP and PsbQ Proteins Are Necessary for Regulation of Photosystem II Activity in the Cyanobacterium Synechocystis 6803
Plant Cell 16: 2164-2175 (2004)

光化学系II複合体酸素発生機構の進化についての従来の仮説は、光化学系の水分解系は進化の過程でシアノバクテリアのPsbO、PsbU、PsbVから高等植物のPsbO、PsbP、PsbQのセットへと変化したものであるというものであった。
この論文により、PsbP、PsbQはシアノバクテリアでもすでに水分解系において機能的なサブユニットであったが、進化の過程で反応系が洗練されることにより、PsbU、PsbQが不要となった、という新たな仮説を提案した。
現在では、この仮説が広く受け入れられている。

Kashino Y
Separation methods in the analysis of protein membrane complexes.
Journal of Chromatography B 797 (1-2): 191-216 (2003)

膜タンパク質および膜タンパク質複合体の特性について広く論じたものである。
また、膜タンパク質の分析においての注意事項も論じた。
ほとんどの教科書において、電気泳動のサンプル調製には熱処理が常識のように指示されている。
しかし、膜タンパク質の場合、この熱処理を行うことは禁物であることも示した。

Kashino Y & Kudoh S
Concerted response of xanthophyll-cycle pigments in a marine diatom, Chaetoceros gracilis, to the sifts of light condition.
Phycological Research 51 (3): 168-172 (2003)

珪藻におけるキサントフィルサイクル（diadinoxanthin cycle）を詳細に解析したものである。

Kudoh S, Imura S & Kashino Y
Xanthophyll cycle of ice algae prevailing in sea ice bottom in Saroma Ko lagoon, Hokkaido, Japan.
Polar Bioscience 16: 86-97 (2003)

北海道サロマ湖において、冬季発達する海氷の底部に増殖するアイスアルジーの光合成活動を測定した。
光化学系を保護するキサントフィルサイクルが実際に機能していることを実験的に示したものである。

Kashino Y, Koike H, Yoshio M, Egashira H, Ikeuchi M, Pakrasi HB, Satoh K.
Low-molecular-mass polypeptide components of a photosystem II preparation from the thermophilic cyanobacterium Thermosynechococcus vulcanus.
Plant Cell Physiol 43(11):1366-73 (2002).

この論文では、光化学系II複合体の低分子量タンパク質の解析を詳細に行った。
光化学系II複合体にはPsbNと呼ばれるサブユニットタンパク質が含まれているとされていたが、PsbNは光化学系II複合体のサブユニットではない、ということも示すことができた。

Kashino Y, Lauber WM, Carroll JA, Wang Q, Whitmarsh J, Satoh J & Pakrasi HB
Proteomic analysis of a highly active photosystem II preparation from the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 reveals the presence of novel polypeptides.
Biochemistry 41(25):8004-12 (2002).

プロテオミクス的アプローチで光化学系II複合体の分析を行ったものである。
これにより複数種の新規タンパク質を見出し、光化学系IIの構成サブユニットの全体像を明示した。
これら新規タンパク質のうち、ふたつは水分解・酸素発生反応に直接関わり、緑色植物のみに存在するとされていたPsbPおよびPsbQタンパク質であった。この発見により、系IIの水分解系の進化についての新たな仮説に繋がった（上記2004年のPlant Cellの論文）。
この他にも新規タンパク質を見出し、光化学系II複合体の機能解析に貢献した。

Kashino Y, Kudoh S, Hayashi Y, Suzuki Y, Odate T, Hirawake T, Satoh K & Fukuchi M
Strategies of phytoplankton to perform effective photosynthesis in the North Water.
Deep Sea Research 49: 5049-5061 (2002).

カナダを主催国にした国際共同研究において、北極圏バフィン湾をフィールドとした国際プロジェクト研究における成果。
生物活動と物理化学的な環境要因との相互作用が、北極圏海域での微細藻類による高い基礎生産量を実現していることを示した。

Kashino Y, Koike H & Satoh K
An improved sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis system for the analysis of membrane protein complexes.
Electrophoresis 22 (6):1004-7 (2001).

3 kDaから100 kDa程度まで、幅広い分子量の「膜タンパク質」を一枚のゲルで分離することができる電気泳動系。
分離ゲル緩衝液のpHを調整する必要がないことも大きな特徴。
この電気泳動系を用いて、光化学系IIタンパク質複合体の新規タンパク質をいくつも見出すことができた。