シアノバクテリアにおけるルビスコ動 kinetics と CO2 集中メカニズムの多様性。

シアノバクテリアは地球上で最も古い酸素光合成生物であり、全球的な炭素循環において重要な役割を果たしています。生態学的および進化的意義にもかかわらず、この門の炭素獲得と固定のメカニズムは、いくつかのモデル種を超えてほとんど探求されていません。本研究では、シアノバクテリアの系統的幅を網羅する代表的な分類群を調査し、in vivo 炭素獲得経路、CO2 集中メカニズム (CCM) の役割と効果、およびルビスコの動 kinetics と炭素同位体分馏の in vitro 生化学的特性評価を行いました。ルビスコの動 kinetics と CCM パフォーマンスに顕著な系統特異的な違いが見られましたが、高いルビスコ触媒回転と低い CO2 親和性の共通の特徴が見出され、これはこの酵素と効果的な CCM の共同進化と一致しています。さらに、ルビスコの内因性炭素同位体分馏とその CO2/O2 特異性因子との間に強い正の相関関係を特定しました。これらの結果は、ルビスコ触媒作用に関する洞察を提供し、CCM との共同進化を明らかにし、地球の炭素動態を形成する上での彼らの役割を強調しています。