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藻類や植物の葉緑体に存在するチラコイド膜は、光合成の初期過程の場であり、おもにタンパク質と脂質によって構築されている。脂質としては、この膜に特徴的な糖脂質とリン脂質の一種であるホスファチジルグリセロール(PG)が存在し、それらの脂質は光合成の初期過程を担っているタンパク質複合体のアセンブリーや安定化において重要な役割を担っているものと考えられる。本研究では、ラン藻Synechocystis PCC6803の野生株およびPG合成欠損株を用いて、PSII複合体の単量体と二量体を精製し、各複合体の性質を比較することにより、チラコイド膜に唯一のリン脂質として存在するPGの生理機能を解析した。変異株より精製したPSII複合体の単量体、二量体の光合成活性は、野生株の40%であり、また、野生株、変異株いずれにおいても二量体は単量体の3倍ほどの活性を有していた。タンパク質サブユニット組成を調べたところ、変異株のPSII複合体からは、PsbOなどの表在性タンパク質が複合体から解離しており、活性低下の原因となっていることが考えられた。また、PG含量が低下した変異株において、複合体から解離していたPsbOが、PGの再添加によってPSII複合体に再結合したことから、PGはPsbOの結合に重要であることが示された。さらに、複合体に結合しているMn量を定量したところ、活性型と考えられるPSII複合体の二量体について、変異株のMn量は、野生株に比較して75%程度であった。これらのことから、変異株においては、PG含量の低下によって表在性タンパク質が複合体から解離し、Mnクラスターを安定に維持することができないために光合成活性が低下することが示唆され、PGが表在性タンパク質の結合という、PSII複合体形成に必要であることが明らかとなった。
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