非酸素発生型光合成細菌のPS Iタイプ反応中心の分子構築と反応機構の全容解明

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１．超高速分光による初期電荷分離過程の解析ヘリオバクテリアは絶対嫌気性の光合成細菌である。光合成反応中心は高等植物やシアノバクテリアの光化学系１と同じタイプ１反応中心であり、ホモダイマー構造をとることから始原型RCと考えられている。本研究では始原型光合成反応におけるエネルギー変換過程を解明することを目的とし、色素間励起エネルギー移動および初期電荷分離形成までの反応過程を追跡している。今年度は、低温（140 K）での測定を行ったことで、過去に行った室温での測定結果と比較し新たな知見を得ることができた。室温測定において816 nmに観測されていたBChl gの基底状態ブリーチの減衰は、長波長アンテナ色素red-BChl gまたは電子伝達成分の[P-Acc]の励起カップリングに由来する2つの可能性を考えていた。しかし低温測定においては、明瞭に電荷分離の形成を示すBChl g（PまたはAcc）の信号が786nmに観測され、816 nmの減衰成分はred-BChl gに帰属することができた。また低温ではいずれの励起波長（490, 770, 820 nm）においても、red-BChl gを経由して電荷分離が生じていることが明らかとなった。室温において電荷分離したPまたはAccの基底状態ブリーチが観測されなかった原因は、同じ波長に別のアンテナBChl gの励起緩和が重なり信号が相殺されたためと考えられる。このことから、室温では電荷分離に向かうエネルギー移動において低温とは異なる素過程が含まれることが示唆された。２．緑色イオウ細菌由来FA/FBタンパクの発現系構築緑色イオウ細菌由来FA/FBタンパクをコードする遺伝子をpETベクターに組み込み、大腸菌内での大量発現を試みた。可溶性ドメインのみをコードするコンストラクトを構築したにも関わらず、大腸菌内では不溶性となってしまった。