低エネルギークロロフィルdを有するAcaryochlorisの光化学系I複合体の特性解析

2024年07月04日

国立大学法人静岡大学
国立大学法人岡山大学
理化学研究所

◆発表のポイント

低エネルギークロロフィル dを持つAcaryochlorisから光化学系I単量体と三量体の精製に成功しました。
光化学系I単量体と三量体で低エネルギークロロフィル dの組成や配向が異なることを示唆しました。
低エネルギークロロフィル dの多様性はAcaryochloris種の進化を解明するうえで重要なのかもしれません。

　静岡大学農学部の長尾遼准教授の研究グループは、岡山大学の沈建仁教授、理化学研究所環境資源科学研究センターの堂前直ユニットリーダーらと共に、低エネルギークロロフィル dを有するシアノバクテリアAcaryochloris sp. NBRC 102871（以下、 NBRC102871）から光化学系I（PSI）単量体と三量体のそれぞれを精製し、分子特性を明らかにしました。紫外可視分光スペクトルおよび蛍光スペクトルにより、 PSI単量体と三量体のそれぞれで低エネルギークロロフィル dが観測されました。しかし、それらのスペクトル特性は大きく異なりました。 PSIの単量体間相互作用の影響により、クロロフィル d周辺で構造変化が生じた結果、 PSI三量体と単量体において、異なる低エネルギークロロフィルdの形成が示唆されました。これは、多様な低エネルギークロロフィルdを有する Acaryochloris種の特徴です。クロロフィルdは Acaryochloris種のみが有しています。その他のシアノバクテリア、藻類、陸上植物といった酸素発生型光合成生物は、クロロフィル dを持ちません。我々は 2023年にAcaryochloris marina MBIC 11017（以下、 MBIC11017 の PSIを分析しましたが、 NBRC102871ほどの低エネルギークロロフィル dは観測されませんでした。このように、特殊な生物群である Acaryochloris種の PSIに結合する低エネルギークロロフィル dは多様であることを見出しました。
　本研究で得られた研究成果は、Acaryochloris種の進化を理解するうえで重要な知見となります。
　なお、本研究成果は、2024年 6月 27日に、シュプリンガー・ネイチャーの発行する国際雑誌「 Photosynthesis Research」に掲載されます。

図１．クロロフィルdとクロロフィルa

◆研究者コメント

静岡大学
農学部
准教授・長尾遼（ながおりょう）
　私の研究室では光合成生物の見た目の色の違いについて分子レベルで研究しています。クロロフィル dを有する Acaryochloris種は本当に不思議な生物群です。なぜ他の光合成生物が利用しているクロロフィル aを利用しなかったのか？そんな素朴な疑問を解明するために本研究を行いました。今回の成果でその一端を明らかに出来たと思います。

■論文情報
論文タイトル: Presence of low-energy chlorophylls d in photosystem I trimer and monomer cores isolated from Acaryochloris sp. NBRC 102871
DOI: https://doi.org/10.1007/s11120-024-01108-3

＜詳しい研究内容について＞
低エネルギークロロフィルdを有するAcaryochlorisの光化学系I複合体の特性解析

＜お問い合わせ＞
(研究に関すること )
静岡大学農学部
准教授・長尾遼
ながおりょう
TEL : 054-238-4251
WEBサイトや SNSのリンクのまとめ QRコード） : https://linktr.ee/ryonag
(報道に関すること )
静岡大学
広報・基金課
TEL : 054-238-5179
岡山大学
総務・企画部広報課
TEL : 086-251-7292
理化学研究所
広報室報道担当
TEL : 050-3495-0247

年度

過去の
情報