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光合成:ステート遷移および光順応には葉緑体のチラコイドタンパク質キナーゼSTN7が必要である

Nature 433, 7028 doi: 10.1038/nature03286

光合成生物は、光化学系II(PSII)と光化学系I(PSI)間の光励起エネルギーの再分配を含む、ステート遷移と呼ばれる過程によって、光照射条件の変化に順応することができる。これら2つの光化学系の光吸収能をバランスさせるのが、PSIIまたはPSIと主要アンテナ複合体(LHCII)との可逆的な結合である。PSIに対してPSIIが過剰に刺激されると、プラストキノン・プールの還元およびキナーゼの活性化、LHCIIのリン酸化、およびLHCIIのPSIIからPSIへの移動が生じる(ステート2)。PSIが過剰に刺激されてプラストキノン・プールが酸化されると、この過程は逆転する(ステート1)。クラミドモナス(Chlamydomonas)のチラコイド膜に結合したSer-ThrキナーゼStt7はステート遷移に必要だが、シロイヌナズナ(Arabidopsis)でのそのオーソログがSTN7である。本論文では、STN7を欠失させるとステート遷移およびLHCIIのリン酸化が消失することを報告する。stn7が変異したシロイヌナズナでは、さまざまな光照射条件下でプラストキノン・プール中の還元型の割合が高くなり、また成長が阻害される。この結果は、STN7とおそらくはステート遷移が、環境変化に対する応答に重要な役割を果たしていることを示している。

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