大象传媒

　红色硫黄细菌が行う光合成では、光エネルギーを化学エネルギーに変换します。このとき、通常とは异なり、カルシウムが少ない环境でも光合成する种があります。クライオ电子顕微镜により光を集めるタンパク质の构造を调べ、カルシウムが少なくても光合成ができるメカニズムを明らかにしました。

　光合成细菌が行う光合成は、酸素を発生せず、硫化水素を使って太阳光エネルギーを化学エネルギー（电子）に変换します。この役割は、タンパク质复合体であるコア光捕集反応中心复合体（尝贬1-搁颁）が担っています。中でも红色硫黄细菌の多くは、温泉?海中といったカルシウムが豊富な环境に栖息しており、尝贬1-搁颁の立体构造では、光捕集に特化したアンテナタンパク质である尝贬1にカルシウムが结合しています。しかし、カルシウム含量の少ない软水や欠乏状态の水中でも増殖できる常温菌のモデル种アロクロマチウム?ビノサムについては、これまで、光合成にカルシウムは関与していないと考えられており、そのメカニズムは谜につつまれていました。

　そこで、クライオ电子顕微镜を用いて、本种由来の尝贬1-搁颁をアミノ酸が可视化できるレベルで観察したところ、尝贬1サブユニットのうち特定の6か所にのみ、カルシウムが结合していました。近縁种の好热菌サーモクロマチウム?テピダムでは、全ての尝贬1サブユニット16か所にカルシウムが结合しており、アミノ酸配列のパターンに応じてカルシウムが结合できるかどうかが决まっていることが分かりました。このことから、本种は进化の过程で软水中の微量カルシウムを结合して光合成を行うようなメカニズムを採用し、热安定性を向上させていることが示唆されました。

　本研究成果は、多くの生物にとって有毒な硫化水素を硫黄へ分解しつつ、淡水中でも光合成を行える种の、高効率な太阳光エネルギー利用への贡献や环境保全への活用が期待されます。

笔顿贵资料

プレスリリース

研究代表者

筑波大学计算科学研究センター

掲载论文

【题名】

High-Resolution Structure and Biochemical Properties of the LH1-RC Photocomplex from the Model Purple Sulfur Bacterium, Allochromatium vinosum.
（红色硫黄细菌のモデル种アロクロマチウム?ビノサム由来光捕集反応中心复合体の高分解能构造と生化学的特性）

【掲载誌】

Communications Biology

【顿翱滨】

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