静岡大ら,藻類の光合成色素タンパク質複合体を解析

静岡大学と理化学研究所は,T. striata NIES-1019から光合成色素タンパク質複合体を単離し,色素分析,蛍光・吸収スペクトル測定,および分子系統解析を行なった(ニュースリリース)。

酸素発生型光合成は,光合成生物が水と二酸化炭素を利用して有機物と酸素を合成する過程であり,地球上の生命活動の基盤を成す重要な代謝。この過程は,PSI(光化学系I)やPSII(光化学系II)と呼ばれる膜タンパク質複合体によって担われ,さらにLHC(光捕集複合体)が光エネルギーの効率的な捕集と伝達を支えている。LHCはクロロフィルやカロテノイドといった色素を含み,光合成装置の構造と機能の多様性に大きく寄与している。

緑藻類の一種であるTetraselmis属は,強い環境耐性を持ち,健康食品としての応用も期待されている。研究グループは,その中でもT. striata NIES-1019を対象とし,PSI-LHCI,PSII-LHCII,LHCを単離・精製し,それぞれの色素組成,蛍光特性,分子系統解析を通して,光合成装置の構造的特徴と進化的背景を明らかにした。

すべての複合体から,Tetraselmis属に特有と考えられるカロテノイド「loroxanthin decenoate」と「loroxanthin dodecenoate」が検出された。これらは他の緑藻では確認されておらず,進化的に獲得された独自の色素である可能性がある。また,蛍光特性の分析から,T. striataのPSIおよびPSIIの色素配置が,C. reinhardtiiや陸上植物とは異なることも示唆された。

分子系統解析では,PSIIの外周アンテナは他の緑藻と同様にLHCBMによる三量体構造が保存されている一方,PSIではC. reinhardtiiで確認されるLHCA4aやLHCA6aが存在せず,LHCA5aのみが検出された。これは,PSIのアンテナ構成がT. striata独自の進化を遂げていることを意味するという。

研究グループは,T. striataが属するChlorodendrophyceaeは,緑色植物の系統の中でも初期に分岐したグループであり,この研究は光合成色素タンパク質の多様性や進化的変遷を理解するうえで,極めて意義深い成果といえるとしている。

キーワード:

関連記事

  • 植物と光の関係、光合成から次世代植物工場へ

    5月4日は「みどりの日」ー自然に親しみ、その恩恵に感謝する日として、植物や環境について考える機会でもある。植物の成長を支えているものの一つが「光」である。太陽光を受けた植物は、光合成によって二酸化炭素と水から糖やデンプン…

    2026.05.04
  • 阪大など、藻類の新たな光利用の仕組みをクライオ電子顕微鏡で解明

    大阪大学、大阪公立大学、チェコ  南ボヘミア大学、伊 ピサ大学は、クライオ電子顕微鏡法により真正眼点藻Trachydiscus minutusの光合成アンテナrVCPの立体構造を2.4Åの高分解能で解明した(ニ…

    2026.03.03
  • 農研機構、市販の装置で葉の光合成速度を高速・高精度に推定する手法を開発

    農業・食品産業技術総合研究機構(農研機構)は、市販の軽量・小型装置による測定と数理モデルを組み合わせ、葉の光合成速度を高速かつ高精度に推定する手法を開発した(ニュースリリース)。 光合成速度の測定は約100年前から始まり…

    2026.02.27
  • 京大など、藻類の光合成ターボエンジンを制御する「ブレーキ」を発見

    京都大学、理化学研究所、京都女子大学は、光合成におけるCO2濃縮メカニズムを、不要な時に抑制する「ブレーキ役」のタンパク質「CBP1」を発見した(ニュースリリース)。 水中の微細藻類は、「CO2濃縮機構(CCM)」という…

    2026.02.19
  • 東大、可視光を吸収し2ミリ秒長く発光し続ける分子状の亜鉛化合物を創出

    東京大学の研究グループは、可視光を吸収し、2ミリ秒と長く発光し続ける分子状の亜鉛化合物の合成に成功した(ニュースリリース)。 亜鉛化合物は一般に無色な物質であり、分子の中心に位置する二価の亜鉛は、可視光に対してイノセント…

    2026.02.13

新着ニュース

人気記事

編集部おすすめ

  • オプトキャリア