低亜鉛条件下での<i>Phaeodactylum tricornutum</i>における炭酸脱水酵素活性は主に金属非依存性イオタ炭酸脱水酵素に依存する

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides insights into a novel metal-free carbonic anhydrase mechanism that could inspire biotechnological applications in carbon capture or synthetic biology.

炭酸脱水酵素（CA）は典型的にはZn2+補因子を有し、pHおよび溶存無機炭素の恒常性に関わる広範な適応的代謝に関与している。光合成微生物において、それらはRubiscoにCO2を供給するCO2濃縮機構（CCM）に関与している。ここで我々は、モデル珪藻であるPhaeodactylum tricornutumが、新たに同定されたイオタクラスに属するCA（Pt-ιCA）を有し、それがほとんどのCAとは対照的に金属補因子なしで触媒活性を示すことを示す。金属を含まないPt-ιCAの活性は、Zn2+を含むウシ赤血球CAの活性より2桁低かったが、それでもCAとして期待される値の範囲内であった。ピコモル濃度範囲のZn2+濃度は、Zn2+/Co2+応答性タンパク質Aとともに、P. tricornutumにおけるPt-ιCAの発現を誘導した。Zn2+の不足は、細胞が高pCO2条件から非常に低いpCO2条件へ移された際に、物理化学的CCMに関与するZn2+含有CAの誘導を妨げなかった。非常に低いpCO2および低Zn2+条件下でのCCMの誘導は、光捕集複合体の誘導およびペントースリン酸経路の再構築と同時に起こった。総細胞CA活性は、対照細胞と比較してPt-ιCA欠失変異体（ΔιCA）で減少し、Pt-ιCAが低Zn2+条件下でP. tricornutumにおいて活性であることを示している。P. tricornutumは、光合成や増殖速度に影響を与えることなく、形態計測的変化によってPt-ιCAの欠如に適応した。新たに同定された金属を含まないPt-ιCAは、金属が制限された環境に生息する珪藻にとって進化的利点を表す。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Carbonic anhydrases (CA) typically possess a Zn2+-cofactor, and are involved in a wide range of adaptative metabolisms involving pH and dissolved inorganic carbon homeostasis. In photosynthetic microorganisms, they are involved in CO2 concentrating mechanisms (CCM) that supply CO2 to Rubisco. Here we show that the model diatom Phaeodactylum tricornutum possesses a CA from the newly identified iota class (Pt-ιCA) that exhibited catalytic activity without a metal cofactor, in contrast to most CAs. Metal-free Pt-ιCA activity was two orders of magnitude lower than that the Zn2+ containing bovine erythrocyte CA, yet still in the range of expected value for CA. Zn2+ concentrations on the picomolar range induced the expression of Pt-ιCA in P. tricornutum, together with the Zn2+/Co2+ responsive protein A. Zn2+ scarcity did not prevent the induction of Zn2+-containing CAs involved in biophysical CCM when the cells were transferred from high pCO2 to very low pCO2 conditions. The induction of CCM at very low pCO2 and low Zn2+ conditions was concomitant to induction of light harvesting complex and remodeling of the pentose phosphate pathways. The total cellular CA activity decreased in Pt-ιCA deletion mutant (ΔιCA) compared to control cells, indicating that Pt-ιCA is active in P. tricornutum under low Zn2+ conditions. P. tricornutum adapted to the absence of Pt-ιCA by a morphometric change, without affecting photosynthesis or growth rate. The newly identified metal-free Pt-ιCA represents an evolutionary advantage for diatoms that live in metal-limited environments.

• openalex https://doi.org/10.1093/plphys/kiag510first seen 2026-07-24 05:42:59