ゆっくりしたゼアキサンチンの蓄積とCP26の増強は、高光の下でのマクロアルガウルヴァプロリフェラの非定型的な非光学的クエンチングに集合的に寄与します

非光化学的消光（NPQ）は、植物の重要な光保護メカニズムであり、過剰なエネルギーを消散させ、高光ストレス下での光合成装置をさらに保護します。NPQは、QE、QZ、およびQIの多くのコンポーネントに分析できます。一般に、NPQは2つの独立したメカニズムによって触媒され、モノマー光ハリベート複合体（LHCII）タンパク質によって触媒されるより速い活性化消光が触媒され、LHCIIトリマーによってゆっくりと活性化された消光がZeaxanthinに依存します。ここでは、潮間帯の緑のマクロールガ、ウルバ・プロリフェラのNPQを研究し、U。ProliferaのNPQがより速い活性化クエンチングを欠いていることを発見し、ジシクロヘキシルカルボジイミド（DCCD）よりもはるかに大きな感度（DTT）を示しました。さらなる結果は、U。proliferaの単量体LHCタンパク質にはCP29とCP26のみが含まれていたが、シロイヌナズナやモスのPhyscomitrella Patensとは異なり、CP24がないことを示唆した。さらに、CP26の発現レベルは高光への曝露後に有意に増加しましたが、2つの重要な光保護タンパク質（PSBと光硬化複合体応力関連[LHCSR]）の濃度は同じ条件で変化しませんでした。キサントフィルサイクル色素の分析により、高光にさらされると、U。proliferaのゼアキサンチン合成がP. patensのゼアキサンチン合成よりも緩やかではるかに遅く、DTTによって効果的に阻害されることが示されました。これらの結果に基づいて、CP26と遅いゼアキサンチンの蓄積の強化が非定型NPQを提供し、この緑のマクロアルガが潮間帯環境によく適応するように推測します。

Non-photochemical quenching (NPQ) is an important photoprotective mechanism in plants, which dissipates excess energy and further protects the photosynthetic apparatus under high light stress. NPQ can be dissected into a number of components: qE, qZ, and qI. In general, NPQ is catalyzed by two independent mechanisms, with the faster-activated quenching catalyzed by the monomeric light-harvesting complex (LHCII) proteins and the slowly activated quenching catalyzed by LHCII trimers, both processes depending on zeaxanthin but to different extent. Here, we studied the NPQ of the intertidal green macroalga, Ulva prolifera, and found that the NPQ of U. prolifera lack the faster-activated quenching, and showed much greater sensitivity to dithiothreitol (DTT) than to dicyclohexylcarbodiimide (DCCD). Further results suggested that the monomeric LHC proteins in U. prolifera included only CP29 and CP26, but lacked CP24, unlike Arabidopsis thaliana and the moss Physcomitrella patens. Moreover, the expression levels of CP26 increased significantly following exposure to high light, but the concentrations of the two important photoprotective proteins (PsbS and light-harvesting complex stress-related [LhcSR]) did not change upon the same conditions. Analysis of the xanthophyll cycle pigments showed that, upon exposure to high light, zeaxanthin synthesis in U. prolifera was gradual and much slower than that in P. patens, and could effectively be inhibited by DTT. Based on these results, we speculate the enhancement of CP26 and slow zeaxanthin accumulation provide an atypical NPQ, making this green macroalga well adapted to the intertidal environments.