岡山大学と静岡大学が光合成の新たなメカニズムを解明！酸素発生の秘密に迫る研究成果

光合成のメカニズムに迫る！岡山大学と静岡大学の共同研究

岡山大学と静岡大学が行った共同研究により、光合成過程における酸素発生活性の低下に関する新たな知見が得られました。この研究の成果は2026年6月25日に国際雑誌「ACS Catalysis」に掲載され、多くの科学者や研究者に注目されています。

研究の背景

光合成は地球上の生命に不可欠なプロセスであり、植物やシアノバクテリアが光を利用して水を分解し、酸素を発生させる仕組みを持っています。この過程を担う「光化学系II（PSII）」という巨大タンパク質複合体が、その中心的な役割を果たしています。

しかし、光合成による酸素発生が効率的に行われない現象が時折観察されることから、そのメカニズムの解明は重要な課題となっています。

研究のポイント

静岡大学の長尾遼准教授を中心とする研究チームは、光化学系IIの外側に結合する3つの表在性タンパク質—PsbO、PsbV、PsbU—に着目し、それらを取り外した後に再結合させた光化学系IIの立体構造を高分解能で解析しました。

新たに明らかにされた構造

研究者たちは、PSIIにおける3種類の表在性タンパク質が正しく再結合されていることを確認しました。しかし、その内部構造の中で、酸素発生に必要な水分子や重炭酸イオンの配置にわずかな変化が見られました。特に、酸素発生反応に重要とされる「O1チャネル」では、水分子の並び方や水素結合のネットワークに著しい乱れが発見されました。このことから、表在性タンパク質が正しい位置にあっても、内部の状態が完全に戻らず、酸素を生産する能力が低下する可能性が示唆されました。

今後の展望

この発見は光合成の理解を深める重要な手がかりとなります。原因を解明することにより、光合成の効率を高めるための新たなアプローチが期待されます。

研究に関する知見は、今後のバイオテクノロジーや環境科学の分野においても大きな影響を与えることでしょう。この発見を通じて、岡山大学と静岡大学が目指す持続可能な社会の実現に寄与できることを願っています。