海洋細菌の光利用戦略ーアンテナ色素によるロドプシンの高効率な光受容機構の検証ー

海洋细菌的光利用策略 - 利用天线色素验证视紫红质的高效光接收机制 -

基本信息

批准号：
22KJ1110
负责人：
藤原敬允
金额：
$ 1.6万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1110/
关键词：
海洋細菌プロテオロドプシンカロテノイド色素集光アンテナ

项目摘要

西部北太平洋から分離した海洋細菌Tenacibaculum sp. SG-28を対象とし、SG-28株の持つプロテオロドプシン（以下：TsPR）のカロテノイド色素との結合能について調べた。大腸菌を用いた異種発現系を適用してTsPRをHisタグにより精製し、SG-28株の細胞懸濁液から抽出したカロテノイド色素を添加した。その後、再度精製し、吸収スペクトルを測定した。その結果、TsPRはSG-28株が産生したゼアキサンチンと結合することを見出した。また、同サンプルを用いてCDスペクトル、および励起スペクトルを測定した結果、TsPRと結合したゼアキサンチンは自身が受容した光エネルギーをレチナールに転移する、集光アンテナとして機能することを発見した。次に、集光アンテナを備えるPRが多くの海洋細菌に共通する仕組みか否かを調べた。データベースより海洋細菌のPRのアミノ酸配列を取得し、系統樹を作成すると、SG-28株を含むBacteroidetes門のPRは単系統を形成することが分かった。さらに、PRの立体構造を情報解析を用いて予測すると、Bacteroidetes門のPRは全て集光アンテナを持つ上で必要な有窓構造を形成することを見出した。一方で他の分類群の海洋細菌のPRは有窓構造を形成しないことから、集光アンテナを持つPRはBacteroidetes門に共通する機構だと予想された。

我们使用从北太平洋西部分离的海洋细菌 Tenacibaculum sp. SG-28 研究了 SG-28 菌株的蛋白视紫红质 (TsPR) 与类胡萝卜素色素结合的能力。使用使用大肠杆菌的异源表达系统，使用His标签纯化TsPR，并添加从SG-28菌株的细胞悬浮液中提取的类胡萝卜素色素。此后，再次纯化并测量其吸收光谱。结果，我们发现 TsPR 与 SG-28 菌株产生的玉米黄质结合。此外，通过使用同一样品测量CD光谱和激发光谱，他们发现与TsPR结合的玉米黄质起到光收集天线的作用，将其接收到的光能传输到视网膜。接下来，我们研究了光捕获天线的 PR 是否是许多海洋细菌的常见机制。当我们从数据库中获取海洋细菌 PR 的氨基酸序列并创建系统发育树时，我们发现拟杆菌门（包括菌株 SG-28）的 PR 形成一个单系家族。此外，通过信息分析预测PR的三维结构，我们发现拟杆菌门的所有PR都形成有窗结构，这是拥有光捕获天线所必需的。另一方面，由于其他分类群的海洋细菌的 PR 不形成有窗结构，因此预测具有光捕获天线的 PR 是拟杆菌门共有的机制。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

海洋細菌の新たな光利用戦略 ―プロテオロドプシンが備える集光アンテナ―

海洋细菌的新光利用策略-变形视紫红质提供的光捕获天线-

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
藤原敬允; 長谷川万純; 塚本雄也; 吉澤晋
通讯作者：
吉澤晋

Does proteorhodopsin have any antenna mechanism?

变形视紫红质有天线机制吗？

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takayoshi Fujiwara; Masumi Hasegawa; Keiichi Inoue; Susumu Yoshizawa
通讯作者：
Susumu Yoshizawa

海洋細菌が保有するロドプシンの集光アンテナの発見

海洋细菌拥有的视紫红质光捕获天线的发现

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
藤原敬允; 長谷川万純; 川﨑佑真; 井上圭一; 吉澤晋
通讯作者：
吉澤晋

Phototrophy by Antenna-Containing Rhodopsin Pumps in Aquatic Environments

水生环境中含有天线的视紫红质泵的光养作用

DOI：
10.1038/s41586-023-05774-6
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
64.8
作者：
Chazan; Das; Fujiwara; Murakoshi; Rozenberg; Molina;ori; Leon; Shihoya; Yoshizawa; Sheves
通讯作者：
Sheves