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タイトルRegulatory dynamics of the higher-plant PSI-LHCI supercomplex during state transitions.
ジャーナル・号・ページMol Plant, Vol. 16, Issue 12, Page 1937-1950, Year 2023
掲載日2023年12月4日
著者Jianghao Wu / Shuaijiabin Chen / Chao Wang / Weijun Lin / Chao Huang / Chengxu Fan / Dexian Han / Dandan Lu / Xiumei Xu / SenFang Sui / Lixin Zhang /
PubMed 要旨State transition is a fundamental light acclimation mechanism of photosynthetic organisms in response to the environmental light conditions. This process rebalances the excitation energy between ...State transition is a fundamental light acclimation mechanism of photosynthetic organisms in response to the environmental light conditions. This process rebalances the excitation energy between photosystem I (PSI) and photosystem II through regulated reversible binding of the light-harvesting complex II (LHCII) to PSI. However, the structural reorganization of PSI-LHCI, the dynamic binding of LHCII, and the regulatory mechanisms underlying state transitions are less understood in higher plants. In this study, using cryoelectron microscopy we resolved the structures of PSI-LHCI in both state 1 (PSI-LHCI-ST1) and state 2 (PSI-LHCI-LHCII-ST2) from Arabidopsis thaliana. Combined genetic and functional analyses revealed novel contacts between Lhcb1 and PsaK that further enhanced the binding of the LHCII trimer to the PSI core with the known interactions between phosphorylated Lhcb2 and the PsaL/PsaH/PsaO subunits. Specifically, PsaO was absent in the PSI-LHCI-ST1 supercomplex but present in the PSI-LHCI-LHCII-ST2 supercomplex, in which the PsaL/PsaK/PsaA subunits undergo several conformational changes to strengthen the binding of PsaO in ST2. Furthermore, the PSI-LHCI module adopts a more compact configuration with shorter Mg-to-Mg distances between the chlorophylls, which may enhance the energy transfer efficiency from the peripheral antenna to the PSI core in ST2. Collectively, our work provides novel structural and functional insights into the mechanisms of light acclimation during state transitions in higher plants.
リンクMol Plant / PubMed:37936349
手法EM (単粒子)
解像度2.79 - 3.53 Å
構造データ

EMDB-36020: Cryo-EM structure of the Arabidopsis thaliana photosystem I(PSI-LHCII-ST2)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.79 Å

36021

8j6z

EMDB-36021, PDB-8j6z:
Cryo-EM structure of the Arabidopsis thaliana photosystem I(PSI-LHCII-ST2)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.79 Å

EMDB-36022: LHCI of PSI-LHCII from Arabidopsis thaliana(state2)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.22 Å

EMDB-36023: LHCII of PSI-LHCII from Arabidopsis thaliana(state2)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.15 Å

EMDB-36026: Cryo-EM structure of the Arabidopsis thaliana photosystem I in state 2(PSI-ST2)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.84 Å

EMDB-36032: LHCI of PSI from Arabidopsis thaliana in state 2 (PSI-ST2)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.22 Å

EMDB-36033: Cryo-EM structure of the Arabidopsis thaliana PSI in state 1 (PSI-ST1)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.06 Å

EMDB-36035: LHCI of PSI from Arabidopsis thaliana in state 1 (PSI-ST1)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.53 Å

36036

8j7a

EMDB-36036, PDB-8j7a:
Coordinates of Cryo-EM structure of the Arabidopsis thaliana PSI in state 1 (PSI-ST1)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.06 Å

36037

8j7b

EMDB-36037, PDB-8j7b:
Coordinates of Cryo-EM structure of the Arabidopsis thaliana PSI in state 2 (PSI-ST2)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.22 Å

化合物

ChemComp-CHL:
CHLOROPHYLL B

ChemComp-CLA:
CHLOROPHYLL A

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

ChemComp-BCR:
BETA-CAROTENE / β-カロチン

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

ChemComp-CL0:
CHLOROPHYLL A ISOMER

ChemComp-SF4:
IRON/SULFUR CLUSTER

ChemComp-PQN:
PHYLLOQUINONE / フィロキノン

ChemComp-DGD:
DIGALACTOSYL DIACYL GLYCEROL (DGDG)

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

由来
  • arabidopsis thaliana (シロイヌナズナ)
キーワードPHOTOSYNTHESIS / photosystem I / PSI / CELL CYCLE / photosystem / PLANT PROTEIN

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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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