2023.02.21

東京都立大学大学院理学研究科の得平茂樹教授らが研究発表「シアノバクテリアの光化学系I単量体IsiA超複合体の立体構造解明 ～集光性色素タンパク質の進化を紐解く契機に～」を公開しました。

発表のポイント

・クライオ電子顕微鏡を用いた単粒子構造解析により、酸素発生型光合成を行うシアノバクテリアAnabaena sp. PCC 7120（以下、アナベナ）の光化学系I（PSI）と集光性色素タンパク質IsiAから構成されるPSI-IsiA超複合体の立体構造を決定しました。
・アナベナPSI-IsiAはPSI単量体に6個のIsiAが結合しており、複合体の構成成分がこれまで報告されている他のシアノバクテリア由来PSI-IsiA構造と大きく異なることを見出しました。
・アナベナPSI-IsiA構造の特徴は、シアノバクテリアIsiAの多様性を示唆しており、光合成生物がどのように光捕集機構を獲得し、進化させてきたのかという謎を紐解く鍵になることが期待されます。

岡山大学異分野基礎科学研究所の長尾遼特任講師（現静岡大学農学部准教授）、加藤公児特任准教授（現JASRI研究員）、沈建仁教授と理化学研究所放射光科学研究センターの米倉功治グループディレクター(東北大学多元物質科学研究所教授を併任)、浜口祐研究員（現東北大学多元物質科学研究所准教授）、川上恵典研究員の研究グループは、神戸大学の秋本誠志准教授、東京都立大学の得平茂樹教授、理化学研究所の堂前直ユニットリーダーとの共同研究により、クライオ電子顕微鏡を用いて、シアノバクテリアのアナベナ由来PSI-IsiA超複合体の立体構造解析に成功しました。他のシアノバクテリアのPSI-IsiA超複合体と比べると、IsiAサブユニットの発現および配置が大きく異なることを見出しました。シアノバクテリアにおけるIsiAの分子特性は、光合成生物の光捕集機構の進化を考察するうえで重要な指標となることが期待されます。本研究成果は日本時間2月17日、英国の科学雑誌「Nature Communications」に掲載されました。

立体構造解析によって生物の多様性を明らかにした本研究の知見は生物が行う光合成のメカニズムの解明そして効率化へとつながります。このような知見を人工光合成研究に取り入れることで、高効率光エネルギー伝達システムの構築が進展し、持続可能な社会の実現へ近づくことが期待できます。

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詳細は以下のWebサイトからご覧ください。

https://www.tmu.ac.jp/news/topics/35449.html