Adaptive radiation in photosynthetic reaction center proteins of photosynthetic bacteria

光合细菌光合反应中心蛋白的适应性辐射

基本信息

项目摘要

Erythrobacter属の光合成細菌はほとんどが海洋性である近縁他属の細菌群と異なり、海洋・淡水・温泉など多様な環境に生息することが知られる。本研究ではErythrobacter属の適応放散の特性を調べるために光合成器官の系統解析を行ってきた。その結果、光合成反応中心複合体(RC)には、特に淡水性の種で平行進化の傾向が見出された。海水の環境から淡水へと新しい生態学的ニッチを利用可能とする適応進化がRCにも起きていると考え、特に近縁で生息域の塩濃度が異なる2株を中心としてRhodobacter capsulatusのRCの立体構造に当てはめて、変異箇所の分布を調べたところ、特定領域に変異の集中が認められた。2022年度は海洋性と淡水性のErythrobacter属光合成細菌のRCの違いをRCへの電子供与体であるチトクロムとの相互作用にあるとの仮説を立て、系統解析と精製タンパク質の比較の両面から解析を進めた。系統解析からは、複数のチトクロムの内、膜貫通型チトクロムのチトクロムcyがRCと類似の樹形を示し、RCへの電子供与体としてRCと共に環境に適応進化したことが推察された。また、立体構造を用いた解析からは、淡水性のErythrobacter属細菌ではこのチトクロムcyが海洋性のそれとは異なる結合様式が想定された。主にイオンーイオン相互作用によるチトクロムcyとRCの分子認識が周囲の環境によって影響を受けることで双方に変異がもたらされたとの傍証を得られたことは大きな成果である。RCは光合成細菌の分子進化の重要な指標とされることから、環境要因によって実際の系統進化と異なる樹形を得る可能性とその傾向が明らかとなればより精度の高い解釈が可能となる。系統解析から得られた進化モデルを実証するために、精製タンパク質による再構成実験を試みている。
Photosynthetic bacteria belonging to Erythrobacter genus are marine, freshwater and hot spring. In this study, we investigated the regulation of photosynthetic characteristics of Erythrobacter species. As a result, photosynthetic center complexes (RC), especially freshwater species, tend to evolve in parallel. The environment of seawater is different from that of fresh water. The ecological environment of seawater is different from that of fresh water. The ecological environment of seawater is different from that of fresh water. In 2022, Erythrobacter species belonging to marine and freshwater photosynthetic bacteria were analyzed and compared. System analysis: multiple internal and membrane penetrations RC tree like electron donor RC common environment evolution The three-dimensional structure of Erythrobacter spp. was analyzed and determined. The interaction between the two groups of molecules An important indicator of molecular evolution of RC photosynthetic bacteria is the possibility of tree evolution due to environmental factors. System analysis, evolution, and reconstruction

项目成果

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专利数量(0)
Discovery of a Chloroflexota phototroph with a Type I reaction center sheds new light on the evolution of photosynthesis
具有 I 型反应中心的 Chloroflexota 光养生物的发现为光合作用的进化提供了新的线索
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Tsuji JM;Shaw NA;Nagashima S;Venkiteswaran JJ;Schiff SL;Watanabe T;Fukui M;Hanada S;Tank M;Neufeld JD
  • 通讯作者:
    Neufeld JD
Revisiting the evolution of photosynthesis with Candidatus Chlorohelix allophototropha”, the first known Chloroflexota member encoding a Type 1 reaction center
用 Candidatus Chlorohelix allophototropica 重新审视光合作用的进化”,它是第一个已知的编码 1 型反应中心的 Chloroflexota 成员
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Jackson M. Tsuji;Nicolette A. Shaw;Sakiko Nagashima;Jason J. Venkiteswaran;Sherry L. Schiff;Satoshi Hanada;Marcus Tank;& Josh D. Neufeld
  • 通讯作者:
    & Josh D. Neufeld
Effect of salinity on protein surface amino acid compositions in type II reaction center membrane protein complex of photosynthetic bacteria
盐度对光合细菌II型反应中心膜蛋白复合物蛋白质表面氨基酸组成的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    永島咲子;森岡祐莉佳;花田智
  • 通讯作者:
    花田智
光合成反応中心タンパク質と電子供与チトクロムタンパク質の共進化
光合反应中心蛋白和供电子细胞色素蛋白的共同进化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    永島咲子;井上和仁;永島賢治
  • 通讯作者:
    永島賢治
光合成細菌の系 II 型反応中心複合膜タンパク質における外部環境による親水性ドメインのアミノ酸配列への影響
外界环境对光合细菌II型反应中心复合体膜蛋白亲水结构域氨基酸序列的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    森岡祐莉佳;永島咲子;花田智
  • 通讯作者:
    花田智
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  • 期刊:
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  • 作者:
    Tsuge;T;J.Alric;Akihiro Yamane;Masuda T;永島 咲子
  • 通讯作者:
    永島 咲子

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