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〔静岡大学、岡山大学、理化学研究所〕

国立大学法人静岡大学と国立大学法人岡山大学、理化学研究所の共同研究成果プレスリリースです

2024（令和6）年 7月 4日
国立大学法人岡山大学
https://www.okayama-u.ac.jp/

＜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。

◆概 要

　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」に掲載されました。

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

　https://www.okayama-u.ac.jp/up_load_files/press_r6/press20240704-1.pdf

◆本件お問い合わせ先

　＜研究に関すること＞
　静岡大学 農学部 准教授 長尾 遼
　TEL : [phone]
　 https://linktr.ee/ryonag

　＜報道に関すること＞
　静岡大学 広報・基金課
　TEL : [phone]

　岡山大学 総務・企画部 広報課
　TEL : [phone]

　理化学研究所 広報室 報道担当
　TEL : [phone]

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  https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000001935.000072793.html