光合成細菌光捕集タンパク質複合体の正確な三次元原子構造を解明－光エネルギーの高効率利用に前進－

2018年04月05日

　岡山大学異分野基礎科学研究所（大学院自然科学研究科）の于龍江特任助教、沈建仁教授（理化学研究所放射光科学研究センター客員研究員）らの研究グループは、光合成細菌において光エネルギーを捕集し、電子伝達を行っている巨大な膜タンパク質[1]複合体LH1-RC[2]の立体構造を、大型放射光施設SPring-8[3]を利用して高分解能で正確に突き止めました。このタンパク質複合体は光合成において、太陽光エネルギーを高効率で吸収・伝達し、電荷分離を行っており、光エネルギーを化学のエネルギーに変換する役割を担っています。本研究成果は、光合成における光エネルギーの高効率吸収・利用の機構を解明するための基盤を確立し、太陽光エネルギーの高効率人工利用にも重要な知見を提供するものです。
　本研究成果は、4月4日英国時間午後6時（日本時間4月5日午前3時）、英国の科学雑誌「Nature」に掲載されます。

図1：LH1-RCの構造。a: 側面から見たタンパク質の構造。b: 側面から見た色素、水分子の分布。黄色はカロテノイド、薄ピンク色のドットは水分子を示す。c: 上から見た断面図。d: 上から見た色素（バクテリオクロロフィル）の分布とそれぞれの色素間の距離（Å）。

図２：電子受容体として働いているキノン分子の分布。a: LH1-RC全体におけるキノンの分布図。b: LH1リング状にある穴に挿入されているユビキノン（赤）の様子。

図３：LH1-RC超複合体におけるカルシウムイオンの結合部位と構造。a: LH1-RC全体におけるカルシウムイオンの結合部位。b: カルシウムイオン結合部位の詳細な構造。

＜発表論文情報＞
論文名："Structure of photosynthetic LH1-RC super-complex at 1.9 Å resolution"
「光合成LH1-RC超複合体の1.9 Å分解能構造」
掲載誌：Nature
著者：Long-Jiang Yu, Michihiro Suga, Zheng-Yu Wang-Otomo, Jian-Ren Shen

＜詳しい研究内容について＞
光合成細菌光捕集タンパク質複合体の正確な三次元原子構造を解明－光エネルギーの高効率利用に前進－

＜本件お問い合わせ＞
岡山大学異分野基礎科学研究所（大学院自然科学研究科）
教授　沈　建仁（しん　けんじん）
（電話番号）086-251-8502

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