大象传媒

　高塩浓度?高アルカリ环境下に栖息する红色硫黄细菌が行う光合成において重要な役割を担うタンパク质复合体の构造と光エネルギー転送効率を、クライオ电子顕微镜観察と计算机解析により调べました。その结果、特殊なタンパク质复合体の构造が、エネルギー変换能力を向上させることが示唆されました。

　高塩浓度?高アルカリといった极限环境に适応して栖息する红色硫黄细菌などの光合成硫黄细菌が行う光合成は、植物やシアノバクテリアとは异なり、硫化水素を使って太阳光エネルギーを化学エネルギーに変换します。この过程では、光を集めるタンパク质复合体である光捕集2复合体（尝贬2）とコア光捕集反応中心复合体（尝贬1-搁颁）が重要な役割を果たしています。红色硫黄细菌の一种であるHalorhodospira halophila（Hlr. halophila）は、尝贬2と尝贬1-搁颁が一体化しているかのように振る舞うことで、効率的に光合成を行なっていると考えられています。一方で、一般的な红色非硫黄细菌では尝贬2と尝贬1-搁颁の相互作用は弱いことが报告されており、この违いは谜に包まれていました。

　そこで、クライオ电子顕微镜を用いて、Hlr. halophila由来の尝贬2、尝贬1-搁颁を含む试料溶液をアミノ酸レベルで観察しました。その结果、尝贬1-尝贬2、尝贬1-搁颁という复合体を形成しており、尝贬1构造の最小単位は、通常とは异なるポリペプチド锁で构成されていること、さらに、この尝贬1构造が、尝贬2あるいは搁颁を取り囲んでいることが明らかになりました。また分子间のエネルギー移动计测実験から、この尝贬1-尝贬2复合体は、光エネルギー転送効率がほぼ100%であることも分かり、このようなタンパク质复合体の构造が、エネルギー変换能力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に変换しながら、极限环境下でも高効率で光合成を行う细菌の仕组みを明らにするものです。これにより、太阳光エネルギーの有効活用や环境保全への応用が期待されます。

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】

A distinct double-ring LH1-LH2 photocomplex from an extremophilic phototroph
（极限环境下に栖息する红色硫黄细菌由来の光捕集复合体尝贬1-尝贬2の二重リング构造）

【掲载誌】

Nature Communications

【顿翱滨】

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