赤外光駆動型光合成をクライオ電顕で捉えることに成功 -低いエネルギーで通常の光化学反応が駆動される仕組み-

ターゲット
公开日

 伊福健太郎 農学研究科教授、伊藤(新澤)恭子 兵庫県立大学特任教授、菓子野(井上)名津子 同客員教員(助教)、菓子野康浩 同准教授、浜口祐 理化学研究所研究員、川上恵典 同研究員、米倉功治 同グループディレクター、伊藤繁 名古屋大学名誉教授、山下栄樹 大阪大学准教授は共同で、クライオ電子顕微鏡を用いて、近赤外光を吸収するクロロフィルdを主色素として光合成を行うアカリオクロリス?マリナ(Acaryochloris marina)の光化学系滨(系滨)复合体の构造を明らかにすることに成功しました。

 クロロフィルdの励起によって得た近赤外光のエネルギーは、他の酸素発生型光合成生物で用いられるクロロフィルaより80尘痴も低いため、アカリオクロリス?マリナの光合成がどのような仕组みで他の酸素発生型光合成と同じように进むことができるのか、详しい仕组みは明らかではありませんでした。

 本研究により、アカリオクロリス?マリナの系滨复合体の立体构造が明らかになったことで、低いエネルギーで通常の系滨と同様の反応を达成する仕组みが解明され、本研究の成果は太阳光に多量に含まれる赤外光を利用した人工光合成の开発といった応用につながると期待できます。

 今回、共同研究グループは、冷阴极电界放出型の电子銃を备えた新型の国产クライオ电子顕微镜を用いて、アカリオクロリス系滨复合体の原子构造を2.58オングストローム(?、1?は100亿分の1メートル)分解能での决定に成功しました。

 本研究成果は、2021年4月20日に、国際学術誌「Nature Communications」に掲載されました。

本研究で明らかにされたアカリオクロリス系Ⅰ複合体(中央)と 电子伝达反応の中核となる色素(両端)
図:本研究で明らかにされたアカリオクロリス系滨复合体(中央)と
电子伝达反応の中核となる色素(両端)
研究者情报
研究者名
伊福健太郎
书誌情报

【顿翱滨】

【碍鲍搁贰狈础滨アクセス鲍搁尝】

Tasuku Hamaguchi, Keisuke Kawakami, Kyoko Shinzawa-Itoh, Natsuko Inoue-Kashino, Shigeru Itoh, Kentaro Ifuku, Eiki Yamashita, Kou Maeda, Koji Yonekura, Yasuhiro Kashino (2021). Structure of the far-red light utilizing photosystem I of Acaryochloris marina. Nature Communications, 12, 2333.