静岡大ら，シアノバクテリアから光化学系Iの特性解析

静岡大学，岡山大学，理化学研究所は，低エネルギークロロフィルdを有するシアノバクテリアAcaryochloris sp. NBRC 102871から光化学系I（PSI）単量体と三量体のそれぞれを精製し，分子特性を明らかにした（ニュースリリース）。

シアノバクテリアの光エネルギーを化学エネルギーに変換するPSIは，単量体，二量体，三量体，四量体をそれぞれ形成することが知られている。特に多くのシアノバクテリアは，単量体と三量体のPSIを持つ。

PSIには95個ものクロロフィルが結合するが，そのうち数個は低エネルギークロロフィルになる。この低エネルギークロロフィルは，PSIの単量体と三量体とでは分光特性が異なる。研究グループは，2023年にMBIC11017のPSI単量体と三量体の低エネルギークロロフィルdを分析した。

紫外可視吸収スペクトルにより低エネルギークロロフィルdが観測されなかったが，PSI三量体でのみ蛍光スペクトルによりわずかなピークが得られた。一方，先行研究により，さまざまなAcaryochloris種が低エネルギークロロフィルdを有する種とそうでない種に分かれることが報告された。しかし，この研究では細胞レベルの分析であり，低エネルギークロロフィルdがPSIに結合しているか不明だった。

研究グループは，低エネルギークロロフィルdを有するNBRC102871からPSI単量体と三量体のそれぞれを精製し，分子特性を明らかにした。精製されたPSI単量体と三量体は，ほぼ同じタンパク質組成であり，色素成分も同じだった。

紫外可視分光スペクトルを測定したところ，低エネルギークロロフィルに相当する吸収バンドが観測された。さらに，蛍光スペクトルを測定したところ，PSI単量体では767nm，PSI三量体では754nmの蛍光ピークが観測された。

興味深いことに，蛍光スペクトルの形が両者で大きく異なった。これらの結果は，PSIの単量体間相互作用の影響により，クロロフィルd周辺で構造変化が生じたことを示唆する。

NBRC102871で観測された吸収スペクトルの長波長成分は，MBIC11017のPSIでは観測されなかった。このことは，NBRC102871とMBIC11017の間で，PSIの光捕集戦略が異なることを示唆する。これは，多様な低エネルギークロロフィルdを有するAcaryochloris種の特徴となる。

研究グループは，この研究で得られた研究成果は，Acaryochloris種の進化を理解するうえで重要な知見となるとしている。