集光超分子複合体フィコビリソームと光化学系との相互作用に関する研究

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今年度は特に窒素欠乏時のフィコビリソームの分解機構についての研究が進んだ。我々はこれまでに、シアノバクテリアSynechocystis sp.PCC 6803において2コピーのロッドコアリンカータンパク質(CpcG1とCpcG2)がフィコビリソームの形成や光化学系へのエネルギー伝達において異なる機能を持つことを明らかにしてきた。一方シアノバクテリアは窒素欠乏条件下においてフィコビリソームを分解することが知られておりロッドの先端部分から分解されるモデルが描かれているが、詳細な機構は未解明であった。今回我々はCpcGタンパク質に着目することで窒素欠乏時のフィコビリソームの分解機構について新たな知見を得ることに成功した。アンモニア培地で前培養後、窒素源を含まない培地で育てた細胞を経時的に回収したところ、ロッドを構成する色素タンパク質であるフィコシアニンは細胞の吸収スペクトルから8-24時間でほぼ半分になることが分かった。またコアを構成するアロフィコシアニンは細胞の吸収スペクトル、低温蛍光スペクトルから、8-24時間で減少が始まっていると考えられた。さらに単離フィコビリソームの解析結果と合わせると、CpoG2は8時間でほぼ検出限界に達するのに対し、CpcG1は24時間よりあとから減少が始まることが分かった。またロッドの先端部分のリンカーCpcDやCpcC2は8時間でもすでに減少が始まるが、CpcDは24時間でほぼ検出限界に達するのに対しCpcC2は24時間でもまだ残っていることが分かった。これに対し、コアに近い方のリンカーGpoC1は24時間前後から減少が始まっていた。これらの結果から分解は二段階、つまりフィコシアニンロッドとロッドリンカーの分解と、アロフィコシアニンコアとロッドリンカーの分解の2ステップに分けられるということが示唆された。