녹색 계열 2차 공생 로아 슬롯 유글레나의 비정형 광계 I 초복합체의 3차원 구조 해명

시즈오카 대학, 국립 대학 법인
오카야마대학, 국립대학법인
홋카이도대학, 국립대학법인

◆연구 포인트

• 유글레나의 광계 I-빛 수확 색소 단백질 복합체(PSI-LHCI)의 3차원 구조가 282Å의 해상도로 결정되었습니다
• PSI는 일반적으로 10가지 이상의 하위 단위로 구성되지만, 본 연구에서는 8개의 하위 단위로만 구성된 "감소된" PSI가 관찰되었습니다
• 총 13개의 LHCI가 불규칙하게 배열되어 전형적인 녹조류/식물형 "LHCI 벨트"가 결여되어 있으며 대신 레드 계열의 고유한 카로티노이드인 디아지녹산틴과 결합되어 있습니다
• 계통발생학적 분석을 통해 PSI 핵심 하위단위(PsaD)의 일부가 시아노박테리아에서 파생된 것으로 나타났으며 Euglena PSI-LHCI가 "모자이크 진화"를 통해 확립되었다는 것이 분명해졌습니다

　시즈오카 대학 농학부 나가오 료 교수는 오카야마 대학 가토 코지 부교수(특임), 센 겐진 교수, 홋카이도 대학 타카바야시 아츠시 조교수와 함께 저온전자현미경 단입자 분석을 통해 녹색 계통의 2차 공생 로아 슬롯 유글레나에서 유래한 PSI-LHCI의 구조를 규명했다 분해능은 282Å에 이르렀고, 지금까지 해명되지 않았던 녹색 계통의 2차 공생 로아 슬롯에서 PSI-LHCI의 분자 배열을 처음으로 밝혀냈습니다
　분석 결과, PSI 코어는 8종의 서브유닛으로 구성되어 있으며, 13개의 LHCI 서브유닛이 비대칭으로 배열되어 있는 것으로 나타났다 이는 녹조류와 식물의 '정렬된 LHCI 벨트' 특성이 결여되어 있으며, 오히려 적색 계통 2차 공생 조류의 배열 패턴과 유사한 특징을 나타낸다 또한 기존 녹조류에서는 볼 수 없었던 다이아지녹산틴(diazinoxanthin)이 LHCI와 결합하는 색소로 검출됐다 또한, 계통발생학적 분석을 통해 PSI 코어의 PsaD 하위 단위가 시아노박테리아에서 유래한 것으로 밝혀졌으며, 이는 이 복합체가 녹조류, 홍조류 및 시아노박테리아의 분자 요소를 결합하여 형성된 "모자이크 진화"의 산물임을 나타냅니다 이번 연구 결과는 2025년 10월 31일 국제학술지 '과학 발전

◆연구원 코멘트
시즈오카 대학 농학부
나가오 료 부교수

■논문 정보
출판물 이름:과학 발전
논문 제목: 내가 초복합체로 만든 광계의 다양한 진화에 대한 구조적 통찰유글레나 그라실리스
저자: 카토 코지, 나카지마 요시키, 사카모토 루나, 쿠마자와 미노루, 후쿠 켄타로, 이시카와 다카히로, 센젠렌, 타카바야시 아츠시, 나가오 료
DOI: 101126/sciadvaea6241

<자세한 연구 내용에 대해>
녹색 계열 2차 공생 로아 슬롯 유글레나의 비정형 광계 I 초복합체의 3차원 구조 해명


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(연구 관련 사항)
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