主要な光収集複合体がない植物は,光システムIIのマクロ組織を維持する
A V Ruban1, M Wentworth, A E Yakushevska
1Robert Hill Institute, Department of Molecular Biology and Biotechnology, University of Sheffield, Firth Court, Western Bank, Sheffield S10 2TN, UK.
光システムII (PSII) の超複合体は,主要な光集集複合体 (LHCII) がなくても,構造と機能を維持する. 小規模な複合体であるCP26は,LHCIIの欠如を補償し,PSIIマクロ構造の光合成における適応性を強調する.
科学分野:
- 植物生物学 植物生物学
- 光合成研究 研究 光合成研究
- 分子植物学は分子植物学です.
背景:
- 光学系II (PSII) は光合成に不可欠であり,クロロプラスト膜のオリゴメリックマクロ構造を形成する.
- PSII超複合体には,光収集アンテナ複合体 (LHCIIおよび小複合体) が含まれており,光捕捉と光合成の調節に不可欠です.
- PSII超複合体におけるアンテナ複合体構造と機能の正確な関係は不明である.
研究 の 目的:
- フォトシステムII (PSII) の超複合体の構造的整合性と多量性における主要な光集積複合体 (LHCII) の役割を調査する.
- 代替アンテナ複合体が,PSII超複合体におけるLHCIIの欠如を補うことができるかどうかを判断する.
- 遺伝子改変に対応するPSIIマクロ構造の適応性を探求する.
主な方法:
- 利用されたアンチセンス アラビドプシスは,遺伝子工学によりLHCIIトリマータンパク質が欠けている植物です.
- 野生型の植物と比較して,これらの改変植物におけるPSII超複合体の豊富さと構造を分析した.
- LHCII.IIが存在しない中,小型のアンテナ複合体,特にCP26の役割と組織を調査した.
主要な成果:
- LHCIIタンパク質が欠けているアンチセンセスの植物は,野生型の植物のほぼ同一の豊富さと構造を持つPSII超複合体を示した.
- 小型のアンテナ複合体CP26は大量に合成され,トリマーを形成し,PSIIマクロ構造におけるLHCIIを効果的に置き換えました.
- アンテナ複合体のトライメリゼーションは,LHCIIに限定されていないことが実証されました.
結論:
- PSIIのマクロストラクチャーは非常に堅牢であり,LHCIIのような主要なコンポーネントが欠けていても,そのアーキテクチャと機能を維持できます.
- CP26のようなマイナーアンテナ複合体は,主要な複合体の損失を補うためにトライマーに採用され,組み立てられ,光合成効率を確保することができます.
- これらの発見は,全体的なPSIIマクロ構造の組織と,機能的な置換を収納する際の固有の柔軟性の決定的な重要性を強調しています.
さらに関連する動画
11:28Isolating and Incorporating Light-Harvesting Antennas from Diatom Cyclotella Meneghiniana in Liposomes with Thylakoid Lipids
Published on: August 28, 2018
08:40Separation of Spinach Thylakoid Protein Complexes by Native Green Gel Electrophoresis and Band Characterization using Time-Correlated Single Photon Counting
Published on: February 14, 2019
関連する概念動画
Anatomy of Chloroplasts
Photosystem II
The pigment molecules are arranged across two photosystem domains — the antenna complex and the reaction center. The main aim of the pigment molecules...
Photosystem I
Both these photosystems work in concert. An excited electron from PSII is relayed to PSI via an electron transport chain in the thylakoid membrane of the chloroplast, which is comprised of the carrier molecule plastoquinone, the dual-protein cytochrome complex, and plastocyanin. As electrons move between PSII and PSI, they lose energy and must be re-energized...
Photoreceptors and Plant Responses to Light
The Antenna Complex
Photosystems
Functioning of Photosystems
Photosystems contain many pigment molecules, such as chlorophylls and carotenoids, arranged in a particular organization across two domains — the antenna complex and the reaction center. The main aim of the pigment molecules...
