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Structure paper

タイトルStructural determinants for red-shifted absorption in higher-plants Photosystem I.
ジャーナル・号・ページNew Phytol, Vol. 248, Issue 5, Page 2331-2346, Year 2025
掲載日2025年9月15日
著者Stefano Capaldi / Zeno Guardini / Daniele Montepietra / Vittorio Flavio Pagliuca / Antonello Amelii / Elena Betti / Chris John / Laura Pedraza-González / Lorenzo Cupellini / Benedetta Mennucci / Diane Marie Valerie Bonnet / Antonio Chaves-Sanjuan / Luca Dall'Osto / Roberto Bassi /
PubMed 要旨Higher plants Photosystem I absorbs far-red light, enriched under vegetation canopies, through long-wavelength Chls to enhance photon capture. Far-red absorption originates from Chl pairs within the ...Higher plants Photosystem I absorbs far-red light, enriched under vegetation canopies, through long-wavelength Chls to enhance photon capture. Far-red absorption originates from Chl pairs within the Lhca3 and Lhca4 subunits of the LHCI antenna, known as the 'red cluster', including Chls a603 and a609. We used reverse genetics to produce an Arabidopsis mutant devoid of red-shifted absorption, and we obtained high-resolution cryogenic electron microscopy structures of PSI-LHCI complexes from both wild-type and mutant plants. Computed excitonic coupling values suggested contributions from additional nearby pigment molecules, namely Chl a615 and violaxanthin in the L2 site, to far-red absorption. We investigated the structural determinants of far-red absorption by producing further Arabidopsis transgenic lines and analyzed the spectroscopic effects of mutations targeting these chromophores. The two structures solved were used for quantum mechanics calculations, revealing that excitonic interactions alone cannot explain far-red absorption, while charge transfer states were needed for accurate spectral simulations. Our findings demonstrate that the molecular mechanisms of light-harvesting under shaded conditions rely on very precise tuning of chromophore interactions, whose understanding is crucial for designing light-harvesting complexes with engineered absorption spectra.
リンクNew Phytol / PubMed:40955088 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度3.13 - 3.29 Å
構造データ

51219

9gbi

EMDB-51219, PDB-9gbi:
Cryo-EM structure of Arabidopsis thaliana PSI-LHCI wild-type
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.13 Å

51227

9gc2

EMDB-51227, PDB-9gc2:
Cryo-EM structure of Arabidopsis thaliana PSI-LHCI- a603-NH mutant
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.29 Å

化合物

ChemComp-CHL:
CHLOROPHYLL B

ChemComp-CLA:
CHLOROPHYLL A

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

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

ChemComp-LHG:
1,2-DIPALMITOYL-PHOSPHATIDYL-GLYCEROLE / リン脂質*YM

ChemComp-BCR:
BETA-CAROTENE

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

ChemComp-LMT:
DODECYL-BETA-D-MALTOSIDE / 可溶化剤*YM

ChemComp-PQN:
PHYLLOQUINONE

ChemComp-SF4:
IRON/SULFUR CLUSTER

ChemComp-DGD:
DIGALACTOSYL DIACYL GLYCEROL (DGDG)

由来
  • arabidopsis thaliana (シロイヌナズナ)
キーワードPHOTOSYNTHESIS / PSI-LHCI / Arabidopsis thaliana / light harvesting / far-red absorption

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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://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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万見文献

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  • EMDB/PDB/SASBDBのエントリから引用されている文献のデータベースです
  • Pubmedのデータを利用しています

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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