FCPAおよびFCPEタンパク質で構築された珪藻Phaeodactylum tricornutumにおける三量体光産卵複合体の特性評価

ヘテロコント藻類の光硬化アンテナであるフコキサンチンクロロフィルタンパク質（FCPS）は、マルチギンファミリーによってコードされており、分子量と色素沈着に関して非常に類似しているため、単一のFCPを精製することが困難です。この研究では、ヘキサ・ヒスチジンのタグが、ペナート珪藻Phaeodactylum tricornutumのFCPAタンパク質のC末端に遺伝的に添加されました。内因性野生型FCPに加えて、組換えHisタグ付きFCPAタンパク質を発現するトランスジェニック株が作成されました。この戦略により、特定の安定した三量体FCP複合体の精製が初めて許可されました。さらに、ショ糖密度勾配の超遠心分離とゲルろ過を使用して、さまざまな三量体FCPのプールも野生型細胞から精製しました。Hisタグ付きFCPと野生型FCPの両方で、フコキサンチンとクロロフィルAの間の励起エネルギー結合は無傷であり、クロロフィルA/フコキサンチン励起物二量体の存在が環状二色性分光法を使用して実証されました。三量体Hisタグ付き複合体の質量分析は、FCPAおよびFCPEポリペプチドで構成されていることを示しました。ここでは、TrimerがP. TricornutumのFCPの基本的な組織単位であることが確認されています。循環二色性スペクトルから、FCPSのポリペプチド骨格上の色素の組織は、藻類を含むクロロフィルA/Cの場合の保存された特徴であることが提案されています。

Fucoxanthin chlorophyll proteins (Fcps), the light-harvesting antennas of heterokont algae, are encoded by a multigene family and are highly similar with respect to their molecular masses as well as to their pigmentation, making it difficult to purify single Fcps. In this study, a hexa-histidine tag was genetically added to the C-terminus of the FcpA protein of the pennate diatom Phaeodactylum tricornutum. A transgenic strain expressing the recombinant His-tagged FcpA protein in addition to the endogenous wild type Fcps was created. This strategy allowed, for the first time, the purification of a specific, stable trimeric Fcp complex. In addition, a pool of various trimeric Fcps was also purified from the wild-type cells using sucrose density gradient ultracentrifugation and gel filtration. In both the His-tagged and the wild-type Fcps, excitation energy coupling between fucoxanthin and chlorophyll a was intact and the existence of a chlorophyll a/fucoxanthin excitonic dimer was demonstrated using circular dichroism spectroscopy. Mass spectrometric analyses of the trimeric His-tagged complex indicated that it is composed of FcpA and FcpE polypeptides. It is confirmed here that a trimer is the basic organizational unit of Fcps in P. tricornutum. From circular dichroism spectra, it is proposed that the organization of the pigments on the polypeptide backbone of Fcps is a conserved feature in the case of chlorophyll a/c containing algae.