光化学系IIタンパク質PSBLとPSBJは、プラストキノンプールへの電子流量を調節します

タバコ色素体のPSBEFLJオペロンは、光化学系IIの4つのビトピック低分子量膜貫通成分をコードしています。ここでは、PSII電子の流れがプラストキノンへの流れで損なわれている野生型およびPSBJ欠失変異体のそれと比較して、光化学系IIの方向前方電子流に及ぼすPSBLの不活性化の効果を報告します[Regel et al。（2001）J。Biol。化学。276、41473-41478]。Delta PSBL植物を飽和光パルスに曝露すると、最大蛍光発光FM（L）が生じます。これは、4〜6秒以内に、これまでより広範な濃度が観察されていない暗闇の中で2番目の蛍光ピーク、FM（D）が続きます。酸化を促進する条件またはプラストキノンプールの減少を回避しても、Delta PSBL植物のFM（L）レベルには影響しませんが、FM（D）の出現を防ぎます。FM（D）のレベルは、光パルスの強度と持続時間に比例し、PSIの活性化とプラストキノールの酸化の前に、暗い適応葉のプラストキノンプールの還元を可能にします。温度を下げると、Delta PSBL変異体のFM（D）レベルが低下しますが、Delta PSBJ変異体のQ（a）* - の寿命が大幅に増加します。q（a）* - /s（2）電荷組換えによって生成される熱ルミネッセンス信号は影響を受けません。一方、q（b）* - /s（2,3）の電荷再結合は、デルタPSBLプラントでは検出できませんでした。PSIIは、デルタPSBLの光阻害に非常に敏感です。PSBJは、PSIIを光ナクタイブ化から保護するプラストキノールからPSIIの低下を防止するのに対し、PSBJはQ（a）* - プラストキノンプールへの前方電子の流れを調節するのに対し、PSIIの低下を防ぐと結論付けています。したがって、両方のタンパク質が実質的に寄与して、PSIIからプラストキノンプールへの一方向の前方電子の流れを確保します。

The psbEFLJ operon of tobacco plastids encodes four bitopic low molecular mass transmembrane components of photosystem II. Here, we report the effect of inactivation of psbL on the directional forward electron flow of photosystem II as compared to that of the wild type and the psbJ deletion mutant, which is impaired in PSII electron flow to plastoquinone [Regel et al. (2001) J. Biol. Chem. 276, 41473-41478]. Exposure of Delta psbL plants to a saturating light pulse gives rise to the maximal fluorescence emission, Fm(L), which is followed within 4-6 s by a broader hitherto not observed second fluorescence peak in darkness, Fm(D). Conditions either facilitating oxidation or avoiding reduction of the plastoquinone pool do not affect the Fm(L) level of Delta psbL plants but prevent the appearance of Fm(D). The level of Fm(D) is proportional to the intensity and duration of the light pulse allowing reduction of the plastoquinone pool in dark-adapted leaves prior to the activation of PSI and oxidation of plastoquinol. Lowering the temperature decreases the Fm(D) level in the Delta psbL mutant, whereas it increases considerably the lifetime of Q(A)*- in the Delta psbJ mutant. The thermoluminescence signal generated by Q(A)*-/S(2) charge recombination is not affected; on the other hand, charge recombination of Q(B)*-/S(2,3) could not be detected in Delta psbL plants. PSII is highly sensitive to photoinhibition in Delta psbL. We conclude that PsbL prevents reduction of PSII by back electron flow from plastoquinol protecting PSII from photoinactivation, whereas PsbJ regulates forward electron flow from Q(A)*- to the plastoquinone pool. Therefore, both proteins contribute substantially to ensure unidirectional forward electron flow from PSII to the plastoquinone pool.