冈山大学
摄南大学
东京大学

◆发表要点

• 光是光合作用所必需的能量源，但同时也会损伤由蛋白质构成的负责光合作用的装置（光化学系II）。
• 光化学系II有像电气系统的保险丝一样容易受伤的部件蛋白质，受伤后会迅速更换。但是，如何分辨出零件蛋白质受伤情况还是谜团。
• 此次，通过日本，中国，法国，德国的国际共同研究阐明了零部件蛋白质内的特定氨基酸被氧化已成为明显标志。该成果有望为提高光合作用效率等应用做出贡献。

　冈山大学资源植物科学研究所·光环境适应研究小组的坂本亘教授，摄南大学农学部应用生物科学科的加藤裕介讲师，东京大学尖端科学技术研究中心/该大学研究生院工学系研究科的石北央教授，齐藤圭亮副教授们的研究小组，中国科学院，法国国立科学研究中心，明斯特大学等的小组共同，明确了担负光合作用的明反应分子尺寸的装置「光化学系II」的机能维持重要的光化学系II修复，其怎样被引起这一分子机制。
　我们知道光合作用需要光，但光同时产生活性氧，会损伤光合作用装置。光合作用装置的光化学系II是由各种各样的蛋白质构成的复合体，不过，其零件蛋白质受到了损伤。植物等的光合成生物创造了替换受伤零件蛋白质这样的结构（光合成装置的修复）。但是，细胞中如何分辨受伤部件蛋白和完好无损部件蛋白仍然未解明。此次的研究，明确了在光合成装置中象保险丝一样作用的零件蛋白质产生的氨基酸氧化成为契机，受伤蛋白质被除去，被修复。 我们认为，更详细地了解有效修复受损光合作用装置的机制，将有助于提高光合作用效率。这项研究成果将于11月21日8时（格林威治标准时间）刊登在国际科学杂志《eLife》上。

◆研究者表明

有很多蛋白质组合而成的光合作用装置越了解越像精密的机器。其精密装置无论如何零件都会坏掉，但是竟然会有明确区分受损零件这一结构，真是令人吃惊。 　从很多零件中分辨出受损零件，然后再重新制作。植物从很久以前就开始循环利用了。

坂本教授

■论文信息
论文名：Characterization of Tryptophan Oxidation Affecting D1 Degradation by FtsH in the
Photosystem II Quality Control of Chloroplasts
刊登：eLife, 2023年11月21日
作者：Yusuke Kato, Hiroshi Kuroda, Shin-Ichiro Ozawa, Keisuke Saito, Vivek Dogra, Martin
Scholz, Guoxian Zhang, Catherine de Vitry, Hiroshi Ishikita, Chanhong Kim, Michael
Hippler, Yuichiro Takahashi, and Wataru Sakamoto
D O I：https://doi.org/10.7554/eLife.88822

■研究资金
　 本研究由科学研究费（学术变革领域A及基础研究B）、公益社团法人大原奖农会的研究资助进行。另外，本研究的一部分是冈山大学生命科学RECTOR国际光合作用据点计划与德国的国际共同研究成果。

＜详细研究内容＞
光合反应中光损伤和修复的机理阐明～发现受损伤蛋白质并明确分解结构～


＜咨询窗口＞
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冈山大学资源植物科学研究所 光环境适应研究小组
教授 坂本 亘
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HP: www.rib.okayama-u.ac.jp/

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