光合成のCO2固定酵素群は異なる強さで制御されていた

～光合成を操る多種のたんぱく質スイッチを一斉解析～

2026（令和8）年5月19日
神戸大学
科学技術振興機構（JST）

発表のポイント

細胞から取り出したたんぱく質の混合物を使って、分子スイッチの「酸化・還元のされやすさ」を大規模に測る新しい方法を開発しました。
モデルシアノバクテリアで368カ所のスイッチの切り替わりやすさの値を決定し、光合成を動かす主要たんぱく質の間に、それぞれ制御の順序と強さがあることを示しました。
今回の成果は、光合成の仕組みの理解を深めるだけでなく、将来の二酸化炭素利用や光合成を使った物質生産を考えるうえでの基盤データになります。

神戸大学 先端バイオ工学研究センターの田中 謙也 准教授、蓮沼 誠久 教授らの研究グループは、光合成を行うシアノバクテリアの細胞抽出液を使い、たんぱく質の中で働く「ジスルフィド結合」という分子スイッチの切り替わりやすさを、一度に数百規模で測定する方法を開発しました。その結果、光合成で二酸化炭素固定を担う複数の酵素のスイッチは、異なる切り替わりやすさを持つことが分かりました。これは、光合成の仕組みについて理解を深めるだけでなく、今後の光合成改良や二酸化炭素利用研究の土台になり、光合成微生物を用いた物質生産や代謝改変技術の高度化につながることが期待されます。
本研究成果は、米国科学誌「Proceedings of the National Academy of Sciences（PNAS）」に、2026年5月19日（日本時間）以降、同週中に公開されます。
本研究は、JST 戦略的創造研究推進事業 ACT-X（JPMJAX22BG）、同 革新的GX技術創出事業（GteX）（JPMJGX23B4）およびJSPS 地域中核・特色ある研究大学強化促進事業（J-PEAKS）（JPJS00420230009）の支援を受けて行われました。

＜プレスリリース資料＞

本文　PDF（994KB）

＜論文タイトル＞

“Systematic determination of disulfide bond reduction potentials reveals a non-equilibrium redox hierarchy in cyanobacteria”

DOI：10.1073/pnas.2600150123

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