糖心破解版

东京大学大学院総合文化研究科の佐藤直树教授と、静冈大学の粟井光一郎准教授、东京工业大学の太田启之教授の研究グループは、光合成を行う细菌の一种であるシアノバクテリアの糖脂质合成経路の全容を解明し、あわせて、光合成生物に普遍的に存在するガラクト脂质が光合成に必须ではないことを初めて明らかにしました。

© 2014 佐藤　直樹
光合成の过程で酸素を発生させるシアノバクテリア、红藻、緑色植物における糖脂质合成系の比较。
今回発见された尘驳诲贰遗伝子の产物は、グルコ脂质(骋濒肠顿骋)をガラクト脂质(惭骋顿骋)に変换する过程を触媒する酵素であり、シアノバクテリアだけがこの代谢経路をもっている。これに対して、红藻や緑色植物は、最初からガラクトースを结合した惭骋顿骋を合成する。

シアノバクテリアは光合成の过程で酸素を発生させる细菌の一种で、植物や藻类の叶緑体の起源と考えられています。光合成の最初の反応は、ガラクトースという糖を1个または2个含む糖脂质（ガラクト脂质）からなる光合成膜の上で行われています。そして、シアノバクテリアではグルコース部分をガラクトースに変换することによってこの糖脂质を合成しています。

これまではガラクト脂质は光合成に必须であると思われていました。しかし、今回研究グループは、グルコ脂质をガラクト脂质に変换する酵素の遗伝子mgdEを同定しました。さらに，この遗伝子を欠损し、グルコ脂质のみからなる光合成膜によっても酸素の発生を伴う光合成が起きることを実証して、これまでの「常识」を覆しました。また、この糖脂质を合成する経路は、约30年前に佐藤教授が自身の博士论文で推定していたもので、今回、その経路を构成するすべての酵素の遗伝子が解明されたことになります。

论文情报

K. Awai, H. Ohta and N. Sato,
“Oxygenic photosynthesis without galactolipids”,
Proceedings of the National Academy of Sciences Online Edition: 2014/9/2 (Japan time), doi: 10.1073/pnas.1403708111.

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