京産大,光合成電子伝達の一端を明らかに

京都産業大学の研究グループは,光合成電子伝達に関与する2つの経路の植物変異体解析から,光合成電子伝達の下流に位置するフェレドキシンからの電子分配の一端を明らかにした(ニュースリリース)。

光が当たると,陸上植物の葉緑体チラコイド膜光合成電子伝達装置は,二酸化炭素固定に必要とされるNADPH,ATPを生成する経路をはじめ,様々な経路に電子を供給し光合成反応を行なう。

この際,Zスキームとして知られる光合成リニア電子伝達や,PGR5が関与する光化学系Iサイクリック電子伝達に電子が供給される。これとは別に,光合成や代謝反応を制御するチオレドキシン(Trx)システムにも電子が供給され,二酸化炭素固定を担うカルビン回路酵素のジスルフィド結合を還元し活性化することで,二酸化炭素固定反応を制御している。

これらの経路へ流れる電子はフェレドキシン(Fd)と呼ばれるタンパク質を起点として様々な経路に分岐するが,その電子分配の全容は明らかになっていない。

そこで研究グループは今回,これらの電子伝達経路のうち,チオレドキシン経路のひとつであるNADPH-Trx reductase C(NTRC)経路と光化学系Iサイクリック電子伝達経路の変異体を作成し,それらの電子分配における寄与を解析した。

その結果,植物はNTRC経路とPGR5依存光化学系Iサイクリック電子伝達経路の電子分配を適切に保つことで,光合成の二酸化炭素固定を担うカルビン回路の活性化を適切に制御していることがわかったという。

研究グループは,光合成電子伝達における電子分配の全体像を理解するにはまだ長い道のりが必要だが,今後のさらなる研究でそれを明らかにすることが期待されるとしている。

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