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生化学:主要集光性色素複合体を欠く植物における光化学系IIのマクロ構造の保持

Nature 421, 6923 doi: 10.1038/nature01344

光化学系II(PSII)は、太陽光を生命体の使う化学エネルギーに変換する過程である光合成の重要な構成要素である。植物細胞では、光化学系IIはオリゴマーからなる固有のマクロ構造を葉緑体膜内に形成している。PSIIマクロ構造内では、複数の集光性アンテナ色素複合体が厳密に配置されている。PSIIクロロフィルの70%を占める主要集光性色素複合体(LHCII)の三量体と、単量体で機能し、少数存在する3種の色素複合体とが集合してPSII超複合体を形成する。アンテナ複合体は太陽光集光および光合成調節に不可欠であるが、その機能と分子構造との関連は解明されていない。本論文では、アンチセンス法により、LHCII三量体を形成するタンパク質を欠失させたシロイヌナズナが、野生型とほぼ同じ量および構造のPSII超複合体をもつことを報告する。LHCIIの占めていた位置は、本来ならば数が少ない単量体型色素タンパク質複合体CP26で占められており、CP26は大量に合成されて三量体を形成している。三量体の形成がLHCIIに固有の属性でないことは明らかである。今回の結果は、PSIIのマクロ構造が重要であることをはっきり示している。その主成分の一つが欠けた場合には、別のタンパク質が動員されて集合して機能するようになる。

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