Exploring photoprotective function of carotenoid under strictly anaerobic conditions

点击翻译按钮获取中文摘要

緑色硫黄細菌Chlorobaculum tepidumで発生する嫌気的な光阻害現象について、その発生メカニズムの解析を進めた。前年度の研究成果により、カロノテイド配糖体を欠損しているcruC変異株は野生株よりも顕著な強光下での増殖抑制を示すことがわかっている。C. tepidum内でカロテノイド配糖体は光合成反応中心（RC）複合体に局在するため、C. tepidumから単離した精製RC複合体においてカロテノイド配糖体が関わる光化学反応を超高速の過渡吸収分光法で調べた。その結果、C. tepidumのRC複合体ではバクテリオクロロフィルの光励起によってカロテノイドの三重項励起状態（Car-T1）を生成し得ることがわかった。過渡吸収スペクトルの速度論的な解析により、Car-T1の生成はナノ秒オーダーの時定数をもつと推定された。バクテリオクロロフィルの三重項励起状態を前駆体として生成されると考えられたが、生成反応が既報のメカニズムよりも速く、未知の反応経路の存在が示唆された。一方、前年度に行った増殖の光合成曲線による生理学的な解析を発展させ、強光環境で増殖阻害を増長する培養条件を探索した。その結果、本来C. tepidumの光合成反応で電子源として利用される硫化物の濃度依存的に増殖阻害が発生することがわかった。高濃度の硫化物存在下では、至適な光環境でも増殖阻害が発生した。カロノテイド配糖体を欠損しているcruC変異株でより顕著な表現型が見られ、嫌気的な光阻害が硫化物の代謝過程と関連していることが示唆された。硫化物濃度を上昇させても、培養初期の増殖は抑えられておらず、硫化物を酸化して生成される中間代謝物が原因物質と考えられた。