原核緑藻はクロロフィルb獲得後の光捕集システムについての進化上の実験系だったのか

原核绿藻获得叶绿素b后是否是光捕获系统的进化实验系统？

基本信息

批准号：
10740375
负责人：
菓子野康浩
金额：
$ 0.38万
依托单位：
Himeji Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10740375/
关键词：
原核緑藻ラン色細菌クロロフィルb 光捕集色素系 LHCP 光化学系光合成

项目摘要

原核緑藻Prochloronからショ糖密度勾配浮上遠心により、チラコイド膜を調製した。このチラコイド膜のポリペプチド組成を改良型電気泳動法により調べた。光化学系IIの構成成分に関しては、すでに大部の報告が見られるが、N末端アミノ酸配列解析により、これまでに報告のないポリペプチドが明らかとなった。それらの中には、他の光合成生物の光化学系Iの構成成分と相同なものが5種類あり、光化学系I反応中心タンパク質PsaBも含まれていた。これにより、Prochloronが酸素発生型光合成生物と相同な光化学電子伝達系を構成していることが確認され、高等植物型光合成の光捕集系の進化を考える上でのモデルとする事ができる。量的にもっとも多いのは、分子量約38kDaのポリペプチドであった。これは、鉄制限環境下で発現する事がラン色細菌にて最初に報告され、光化学系IIのCP43と相同性が高いクロロフィルタンパク質であるIsiAであることが明らかとなった。一方、このチラコイド膜をオクチルグルコシド、ドデシルマルトシド、LDSの3種の混合界面活性剤で穏やかに処理し、非変性的に電気泳動を行ったところ、8種類のクロロフィル結合タンパク質複合体を分離することができた。これらのうち、5種の複合体では蛍光発光が顕著であり、これらが光捕集系タンパク質複合体であることが示唆された。これらの複合体を変性条件下で電気泳動して構成成分を分析したところ、もっとも蛍光を発していた複合体は、先のIsiAとさらにひとつの未知のタンパク質のみから成ることが見いだされた。そのほかの複合体は、これらふたつのポリペプチド以外に光化学系IIの構成ポリペプチドが結合していた。これらふたつのポリペプチドが光捕集系の最小単位であると考えられ、現在、この未知のタンパク質をProchlorothrixにてクローニングを試み、その機能解析に取り組んでいる。

采用蔗糖密度梯度浮选离心法，从原核绿藻原氯藻中制备类囊体膜。使用改进的电泳方法研究了该类囊体膜的多肽组成。尽管关于光系统II的组成部分已经有很多报道，但N端氨基酸序列分析揭示了一种以前未报道过的多肽。其中，有5个与其他光合生物的光系统I组分同源，包括光系统I反应中心蛋白PsaB。这证实Prochromon构成了与含氧光合生物同源的光化学电子传递系统，可以作为考虑高等植物光合作用中光捕获系统进化的模型。就数量而言最丰富的多肽是分子量约为38 kDa的多肽。首次报道在铁限制环境下的蓝藻中表达，并揭示IsiA是一种与光系统II的CP43具有高度同源性的叶绿素蛋白。另一方面，当用辛基葡萄糖苷、十二烷基麦芽糖苷和LDS的混合表面活性剂温和地处理该类囊体膜并以非变性方式进行电泳时，我能够分离出八种叶绿素结合蛋白复合物。其中，五种类型的复合物表现出显着的荧光，表明它们是捕光蛋白复合物。当这些复合物在变性条件下进行电泳并分析其组成成分时，发现发出最多荧光的复合物仅由上述IsiA和另外一种未知蛋白质组成。除了这两种多肽之外，其他复合物还结合构成光系统II的多肽。这两种多肽被认为是光捕获系统的最小单位，我们目前正在尝试使用原绿丝菌克隆这种未知的蛋白质并进行其功能分析。