静冈大学
冈山大学
理化学研究所

【研究要点】

• 氧发生型光合作用的初期过程中，参与光捕集的phycobilisome（PBS），捕集太阳光，传递给光化学系蛋白质。
  
• 本研究成功地从缺铁环境下培养的氰基细菌中纯化出PBS与光化学I复合体（PSI）结合的超复合体。
  
• 我们发现PBS和PSI通过缺铁条件牢固地结合在一起。
  

【研究概要】
静冈大学农学部长尾辽副教授的研究小组，与冈山大学的沈建仁教授，理化学研究所的堂前直负责人一起，从在缺铁条件下培养的氰基细菌Anabaena sp. PCC 7120（以下，anabena），精制了PBS与PSI结合了的PSI单体-PBS和PSI二聚体-PBS的两种超复合体，清楚其分子特性。在添加了铁的通常培养条件下，PSI-PBS超复合体的精制很困难，这被认为是因为两者的相互作用很弱。本研究首次发现，缺铁环境诱导PBS和PSI牢固结合。
PBS几乎所有的氰基细菌都具备，为获得太阳光做出贡献。本研究发现的因缺铁诱导的PBS和PSI的相互作用强化，是许多氰基细菌所具备，还是anabena特有，目前还不清楚。通过这样的营养饥饿诱导的未知分子机制的阐明，期待有助于与逼近光合成生物的光捕集的适应机制的研究。
另外，本研究成果于2023年6月30日刊登在Elsevier发行的国际杂志《Biochimica et Biophysica Acta - Bioenergetics》上。

研究人员表示

为了解参与光合作用的蛋白质的特性，需要从细胞中提取并纯化。PBS是一种非常不稳定的蛋白质，会因破坏细胞而变得四分五裂。这次我们在缺铁这一特殊条件下通过培养anabena，发现PBS和PSI牢固结合。如果只相信至今为止的常识进行研究的话，就会遇到绝对不会发现的稀有现象。

静冈大学农学部　副教授・长尾辽

■论文信息
刊登杂志名: Biochimica et Biophysica Acta - Bioenergetics
论文题目: Tight association of CpcL with photosystem I in Anabaena sp. PCC 7120 grown under iron-deficient conditions
作者: Shota Shimizu, Haruya Ogawa, Naoki Tsuboshita, Takehiro Suzuki, Koji Kato, Yoshiki Nakajima, Naoshi Dohmae, Jian-Ren Shen, Ryo Nagao
DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbabio.2023.148993

＜详细研究内容＞
缺铁条件诱导的phycobilisome与光化学系I复合体的牢固结合

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