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Photosynthesis research2019Apr01Vol.140issue(1)

Synechococcus SP PCC 7002で異種生成されたクロロフィルFシンターゼの特性評価

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

多様な陸生シアノバクテリアでは、遠赤色光閉塞(FARLIP)は、光化学系(PS)IおよびPSIIおよびPhycobilisomesのコアを含む光合成装置の広範な改造を促進し、クロロフィル(Chl)およびChlおよびChlの併用性生合成が付属しています。f。CHLFによってエンコードされたCHL Fシンターゼは、PSBAの非常に異なるパラログです。Chlorogloeopsis fritscii PCC 9212からのchlfの異種発現は、シナココッカスsp。PCC 7002(Ho et al。、Science 353、AAF9178(2016))。ここで報告されている研究では、異種系のFischerella thermalis PCC 7521からのChlf遺伝子の発現により、Chl Fの合成が強化されました。n末端[His] 10タグ付きChlf7521は精製され、免疫ブロットとトリプティックペプチドの質量フィンガープリントによって同定されました。PSBAとの配列の類似性から予測されたように、CHLFは〜3-4:1、結合β-カロチンとゼアキサンチンの比率でChl AおよびフェオフィチンAを結合し、in vivoで3-(3,4-ジクロロフェニル) - 阻害されました -1,1-ジメチルレア。架橋研究と適切なタンパク質の欠如は、CHLFがホモダイマーを形成することを示しました。CHLFのフラッシュ光分解は、〜817 µsの寿命(1/e)で崩壊したトリプレットをCHLに生成し、90 KでのEPR分光法によるシステム間交差に起因する可能性があります。PSBD1およびPSBD2遺伝子が削除され、CHL Fが大幅に産生され、CHL Fレベルは特定の成長照明条件によってさらに強化される可能性がありました。Synechococcus sp。PCC 7002は、三量体PSI複合体に挿入されました。

多様な陸生シアノバクテリアでは、遠赤色光閉塞(FARLIP)は、光化学系(PS)IおよびPSIIおよびPhycobilisomesのコアを含む光合成装置の広範な改造を促進し、クロロフィル(Chl)およびChlおよびChlの併用性生合成が付属しています。f。CHLFによってエンコードされたCHL Fシンターゼは、PSBAの非常に異なるパラログです。Chlorogloeopsis fritscii PCC 9212からのchlfの異種発現は、シナココッカスsp。PCC 7002(Ho et al。、Science 353、AAF9178(2016))。ここで報告されている研究では、異種系のFischerella thermalis PCC 7521からのChlf遺伝子の発現により、Chl Fの合成が強化されました。n末端[His] 10タグ付きChlf7521は精製され、免疫ブロットとトリプティックペプチドの質量フィンガープリントによって同定されました。PSBAとの配列の類似性から予測されたように、CHLFは〜3-4:1、結合β-カロチンとゼアキサンチンの比率でChl AおよびフェオフィチンAを結合し、in vivoで3-(3,4-ジクロロフェニル) - 阻害されました -1,1-ジメチルレア。架橋研究と適切なタンパク質の欠如は、CHLFがホモダイマーを形成することを示しました。CHLFのフラッシュ光分解は、〜817 µsの寿命(1/e)で崩壊したトリプレットをCHLに生成し、90 KでのEPR分光法によるシステム間交差に起因する可能性があります。PSBD1およびPSBD2遺伝子が削除され、CHL Fが大幅に産生され、CHL Fレベルは特定の成長照明条件によってさらに強化される可能性がありました。Synechococcus sp。PCC 7002は、三量体PSI複合体に挿入されました。

In diverse terrestrial cyanobacteria, Far-Red Light Photoacclimation (FaRLiP) promotes extensive remodeling of the photosynthetic apparatus, including photosystems (PS)I and PSII and the cores of phycobilisomes, and is accompanied by the concomitant biosynthesis of chlorophyll (Chl) d and Chl f. Chl f synthase, encoded by chlF, is a highly divergent paralog of psbA; heterologous expression of chlF from Chlorogloeopsis fritscii PCC 9212 led to the light-dependent production of Chl f in Synechococcus sp. PCC 7002 (Ho et al., Science 353, aaf9178 (2016)). In the studies reported here, expression of the chlF gene from Fischerella thermalis PCC 7521 in the heterologous system led to enhanced synthesis of Chl f. N-terminally [His]10-tagged ChlF7521 was purified and identified by immunoblotting and tryptic-peptide mass fingerprinting. As predicted from its sequence similarity to PsbA, ChlF bound Chl a and pheophytin a at a ratio of ~ 3-4:1, bound β-carotene and zeaxanthin, and was inhibited in vivo by 3-(3,4-dichlorophenyl)-1,1-dimethylurea. Cross-linking studies and the absence of copurifying proteins indicated that ChlF forms homodimers. Flash photolysis of ChlF produced a Chl a triplet that decayed with a lifetime (1/e) of ~ 817 µs and that could be attributed to intersystem crossing by EPR spectroscopy at 90 K. When the chlF7521 gene was expressed in a strain in which the psbD1 and psbD2 genes had been deleted, significantly more Chl f was produced, and Chl f levels could be further enhanced by specific growth-light conditions. Chl f synthesized in Synechococcus sp. PCC 7002 was inserted into trimeric PSI complexes.

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