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ピングイオ藻の集光性色素タンパク質の特性解明:アルカリpHで誘導される太陽光エネルギー利用機構を明らかに

岡山大学
神戸大学

 岡山大学異分野基礎科学研究所の長尾遼特任講師と神戸大学大学院理学研究科の秋本誠志准教授らの共同研究グループは、時間分解蛍光分光法を用いて海産性ピングイオ藻の集光性色素タンパク質の溶液pHに依存する励起エネルギー伝達機構の解析に成功しました。この結果から、ピングイオ藻の集光性色素タンパク質は、特にアルカリpHにより励起エネルギー伝達を変化させ、エネルギー消光が起こることが明らかになりました。本研究成果は9月11日、欧州の科学雑誌「Biochimica et Biophysica Acta - Bioenergetics」にオンラインで掲載されました。
 本研究成果は、「光合成生物は、変動する光環境の中でどのように集光性色素タンパク質の機能を調節しているのか?」、という問いに対して知見を与えるものです。色の多様性は光合成生物の生存戦略の一環です。ピングイオ藻は褐色を呈することで、水中を透過する限られた光エネルギーを効率よく利用し、生育場所を獲得してきたと考えられます。集光性色素タンパク質の機能を変化させ、環境に適応する可能性が示唆されました。この成果は、光合成生物の集光性色素タンパク質の多様性をひも解く知見となり、なぜ光合成生物は見た目の色が異なるのか?という進化上の問題に知見を提供することにつながります。

◆発表のポイント

  • 光合成生物の特徴の一つである、見た目の色の違いをもたらす光捕集タンパク質の機能を解き明かすため、褐色を呈するピングイオ藻の集光性色素タンパク質の励起エネルギー伝達機構を時間分解蛍光分光法により明らかにしました。
  • ピングイオ藻の集光性色素タンパク質において、励起エネルギー伝達経路の変化およびエネルギー消光がアルカリpHによって誘導されることを見出しました。これは他の光合成生物では観測されていない、ピングイオ藻における独特なメカニズムです。
  • 集光性色素タンパク質の励起エネルギー伝達機構は多様であり、これらが光合成生物の環境適応や生存戦略として重要である可能性を示しました。
■論文情報
論 文 名:Basic pH-induced modification of excitation-energy dynamics in fucoxanthin chlorophyll a/c-binding proteins isolated from a pinguiophyte, Glossomastix chrysoplasta
掲 載 紙:Biochimica et Biophysica Acta - Bioenergetics
著  者:Ryo Nagao, Makio Yokono, Yoshifumi Ueno, Ka-Ho Kato, Naoki Tsuboshita, Jian-Ren Shen, and Seiji Akimoto
D O I:doi.org/10.1016/j.bbabio.2020.148306
U R L:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0005272820301560

<お問い合わせ>
岡山大学異分野基礎科学研究所
特任講師 長尾 遼(ながお りょう)
(電話番号)086-251-8630
神戸大学大学院理学研究科
准教授 秋本 誠志(あきもと せいじ)
(電話番号)078-803-5705

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