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タイトルCryo-EM photosystem I structure reveals adaptation mechanisms to extreme high light in Chlorella ohadii.
ジャーナル・号・ページNat Plants, Vol. 7, Issue 9, Page 1314-1322, Year 2021
掲載日2021年8月30日
著者Ido Caspy / Ehud Neumann / Maria Fadeeva / Varda Liveanu / Anton Savitsky / Anna Frank / Yael Levi Kalisman / Yoel Shkolnisky / Omer Murik / Haim Treves / Volker Hartmann / Marc M Nowaczyk / Wolfgang Schuhmann / Matthias Rögner / Itamar Willner / Aaron Kaplan / Gadi Schuster / Nathan Nelson / Wolfgang Lubitz / Rachel Nechushtai /
PubMed 要旨Photosynthesis in deserts is challenging since it requires fast adaptation to rapid night-to-day changes, that is, from dawn's low light (LL) to extreme high light (HL) intensities during the daytime. ...Photosynthesis in deserts is challenging since it requires fast adaptation to rapid night-to-day changes, that is, from dawn's low light (LL) to extreme high light (HL) intensities during the daytime. To understand these adaptation mechanisms, we purified photosystem I (PSI) from Chlorella ohadii, a green alga that was isolated from a desert soil crust, and identified the essential functional and structural changes that enable the photosystem to perform photosynthesis under extreme high light conditions. The cryo-electron microscopy structures of PSI from cells grown under low light (PSI) and high light (PSI), obtained at 2.70 and 2.71 Å, respectively, show that part of light-harvesting antenna complex I (LHCI) and the core complex subunit (PsaO) are eliminated from PSI to minimize the photodamage. An additional change is in the pigment composition and their number in LHCI; about 50% of chlorophyll b is replaced by chlorophyll a. This leads to higher electron transfer rates in PSI and might enable C. ohadii PSI to act as a natural photosynthesiser in photobiocatalytic systems. PSI or PSI were attached to an electrode and their induced photocurrent was determined. To obtain photocurrents comparable with PSI, 25 times the amount of PSI was required, demonstrating the high efficiency of PSI. Hence, we suggest that C. ohadii PSI is an ideal candidate for the design of desert artificial photobiocatalytic systems.
リンクNat Plants / PubMed:34462576
手法EM (単粒子)
解像度2.7 - 4.2 Å
構造データ

11588

6zzx

EMDB-11588, PDB-6zzx:
Structure of low-light grown Chlorella ohadii Photosystem I
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.7 Å

11589

6zzy

EMDB-11589, PDB-6zzy:
Structure of high-light grown Chlorella ohadii photosystem I
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.16 Å

11640

7a4p

EMDB-11640, PDB-7a4p:
Structure of small high-light grown Chlorella ohadii photosystem I
手法: EM (単粒子) / 解像度: 4.2 Å

化合物

ChemComp-CL0:
CHLOROPHYLL A ISOMER

ChemComp-CLA:
CHLOROPHYLL A

ChemComp-CHL:
CHLOROPHYLL B

ChemComp-PQN:
PHYLLOQUINONE / フィロキノン

ChemComp-SF4:
IRON/SULFUR CLUSTER

ChemComp-BCR:
BETA-CAROTENE / β-カロチン

ChemComp-LHG:
1,2-DIPALMITOYL-PHOSPHATIDYL-GLYCEROLE / ジパルミトイルホスファチジルグリセロ-ル / リン脂質*YM

ChemComp-LMG:
1,2-DISTEAROYL-MONOGALACTOSYL-DIGLYCERIDE

ChemComp-SQD:
1,2-DI-O-ACYL-3-O-[6-DEOXY-6-SULFO-ALPHA-D-GLUCOPYRANOSYL]-SN-GLYCEROL / (2S)-1-O,2-O-ジパルミトイル-3-O-(6-スルホ-6-デオキシ-α-D-グルコピラノシル)グリセロ-ル

ChemComp-PTY:
PHOSPHATIDYLETHANOLAMINE / リン脂質*YM

ChemComp-3PH:
1,2-DIACYL-GLYCEROL-3-SN-PHOSPHATE / ジステアロイルホスファチジン酸

ChemComp-LMT:
DODECYL-BETA-D-MALTOSIDE / ドデシルβ-D-マルトシド / 可溶化剤*YM

ChemComp-DGD:
DIGALACTOSYL DIACYL GLYCEROL (DGDG)

ChemComp-PCW:
1,2-DIOLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE / O-(1-O,2-O-ジオレオイル-L-グリセロ-3-ホスホ)コリン / DOPC, リン脂質*YM

ChemComp-LPX:
(2S)-3-{[(R)-(2-aminoethoxy)(hydroxy)phosphoryl]oxy}-2-hydroxypropyl hexadecanoate / ヘキサデカン酸(S)-3-[(2-アミノエトキシホスホニル)オキシ]-2-ヒドロキシプロピル

ChemComp-NEX:
(1R,3R)-6-{(3E,5E,7E,9E,11E,13E,15E,17E)-18-[(1S,4R,6R)-4-HYDROXY-2,2,6-TRIMETHYL-7-OXABICYCLO[4.1.0]HEPT-1-YL]-3,7,12,16-TETRAMETHYLOCTADECA-1,3,5,7,9,11,13,15,17-NONAENYLIDENE}-1,5,5-TRIMETHYLCYCLOHEXANE-1,3-DIOL

ChemComp-RRX:
(3R)-beta,beta-caroten-3-ol / β-クリプトキサンチン

ChemComp-SPH:
SPHINGOSINE

ChemComp-ECH:
beta,beta-caroten-4-one / (9′Z)-β-エキネノン

ChemComp-LUT:
(3R,3'R,6S)-4,5-DIDEHYDRO-5,6-DIHYDRO-BETA,BETA-CAROTENE-3,3'-DIOL

ChemComp-AXT:
ASTAXANTHIN / アスタキサンチン

ChemComp-OLA:
OLEIC ACID / オレイン酸

ChemComp-QTB:
(3~{E},5~{E},7~{E})-6-methyl-8-[(6~{R})-2,2,6-trimethylcyclohexyl]octa-3,5,7-trien-2-one

ChemComp-PLM:
PALMITIC ACID / パルミチン酸

ChemComp-DGA:
DIACYL GLYCEROL / 1-O,2-O-ジステアロイル-L-グリセロ-ル

ChemComp-13X:
benzene-1,3,5-triol / フロログルシノ-ル

ChemComp-XAT:
(3S,5R,6S,3'S,5'R,6'S)-5,6,5',6'-DIEPOXY-5,6,5',6'- TETRAHYDRO-BETA,BETA-CAROTENE-3,3'-DIOL / 13-cis-ビオラキサンチン

ChemComp-4RF:
Tripalmitoylglycerol / トリパルミチン

ChemComp-P5S:
O-[(R)-{[(2R)-2,3-bis(octadecanoyloxy)propyl]oxy}(hydroxy)phosphoryl]-L-serine / O-(1-O,2-O-ジステアロイル-L-グリセロ-3-ホスホ)セリン

ChemComp-LAP:
[2-((1-OXODODECANOXY-(2-HYDROXY-3-PROPANYL))-PHOSPHONATE-OXY)-ETHYL]-TRIMETHYLAMMONIUM

ChemComp-HOH:
WATER

ChemComp-ERG:
ERGOSTEROL / エルゴスタ-5,7,22-トリエン-3β-オ-ル

ChemComp-GG0:
2-(2-azanylethanoylamino)ethanoic acid / グリシルグリシン / pH緩衝剤*YM

ChemComp-C7Z:
(1~{S})-3,5,5-trimethyl-4-[(1~{E},3~{E},5~{E},7~{E},9~{E},11~{E},13~{E},15~{E},17~{E})-3,7,12,16-tetramethyl-18-[(4~{S})-2,6,6-trimethyl-4-oxidanyl-cyclohexen-1-yl]octadeca-1,3,5,7,9,11,13,15,17-nonaenyl]cyclohex-3-en-1-ol / (3S)-β,β-カロテン-3α,3′α-ジオ-ル

ChemComp-A8S:
(2Z,4E)-5-[(1S)-1-hydroxy-2,6,6-trimethyl-4-oxocyclohex-2-en-1-yl]-3-methylpenta-2,4-dienoic acid / アブシジン酸 / ホルモン*YM

由来
  • chlorella ohadii (植物)
  • Freshwater green alga (植物)
キーワードPHOTOSYNTHESIS / photosystem I / light stress

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万見文献について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbjlvh1.pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 万見 (Yorodumi) / EMN文献 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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