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タンパク内長距離電子移動のメカニズム-エネルギーギャップ則とミクロ反応環境-

タンパク内長距離電子移動のメカニズム-エネルギーギャップ則とミクロ反応環境-
蛋白质内长距离电子转移机制-能隙定律与微反应环境-
批准号：
07228266
负责人：
伊藤 繁
金额：
$1.22万
依托单位：
Okazaki National Research Institutes
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1995
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
1995 至 --
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07228266/
关键词：
光合成電子移動反応中心クロロフィルキノン光化学系工

项目摘要

项目成果

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生体の電気化学反応では、タンパク質が(a)反応分子の距離・配向を設定し、(b)構造/誘電的に不均一な反応環境を与える溶媒としてユニークな機能を発揮する。われわれは光合成植物光化学系1反応中心タンパク質内の電子移動反応の最適化機構を探り、高いエネルギー効率をもつ反応分子-溶媒系の以下の設計指針を得た。1)最高速度を上げる方法-電子カップリング(Hrp)を大きく、距離(r)を短くする-P700^+A^-→P700^+Q^-反応は紅色細菌でのP^+BPH^-→P^+QA^-反応にくらべ、Hrpが3.7倍大きく、最高速度が一桁高い(logk=10.8in系1vs.9.3in紅色)。これは、タンパク質の減衰定数が一定(β=1.4Å^<-1>)と仮定すると、反応分子間距離(r)が系1のA-Qは短く(7.8Å)、紅色細菌のB_<PH>-QAは長い(10Å)ためと推定される。2)反応速度を最適化する方法-ΔGとλをマッチさせる-光化学系1も紅色細菌も、反応の自由エネルギー差(ΔG)と再配置エネルギー(λtotal=λout+λin)がほぼ一致するように反応系全体が調節され、反応速度が最大になることがわかった。(系1ではΔG=-0.3eV、紅色細菌では-0.6eV)3)エネルギー変換効率を高める方法-タンパク質の再配置エネルギーを小さくする-系1ではエネルギーロス(ΔG)が小さいが、高効率で超高速の反応が進む。これはA-Q周辺のタンパク質の静電気的誘電率を小さくし(εs=2.4)、再配置エネルギーがΔGに近づくようにλoutも小さく設定されているためと考えられた。
期刊论文(12)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
Nozawa,T.: "Magnetic circular dichroism investigation of chlorophylls in reaction centers of photosystems I and II of green plant photosynthesis" Spectrochimica Acta. 51A. 125-134 (1995)
Nozawa,T.：“绿色植物光合作用光系统 I 和 II 反应中心叶绿素的磁圆二色性研究”Spectrochimica Acta。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
Ikegami,I: "Photoactive photosystem I particles with a molar ratio of Chlorophyll a to P700 of 9." Plant.Cell pnysiol.36. 857-864 (1995)
Ikegami,I：“光活性光系统 I 颗粒，叶绿素 a 与 P700 的摩尔比为 9。”
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
Ohoka,H.: "Two cytochrome c heme function as the elecrtron donor to P840 in the reaction center complex of a Green sulfur bacterium,Chlorobium tepidum." FEBS Lett.365. 30-34 (1995)
Ohoka, H.：“两种细胞色素化学物质在绿硫细菌（温热绿菌）的反应中心复合体中充当 P840 的电子供体。”
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
Sato-Watanabe,M.: "Stabilization of a semiquinone radical at the high affinity quinone binding site of the Escherichia coli bo-type ubiquinone oxidase." FEBS Lett.374. 265-269 (1995)
Sato-Watanabe,M.：“在大肠杆菌 bo 型泛醌氧化酶的高亲和力醌结合位点上稳定半醌自由基。”
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
共 6 条
    Experimental and theoretical survey of diverse far-red O2-evolving photosynthesis
    • 批准号：
      20K06684
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    • 资助金额：
      $2.75万
    • 财政年份：
      2020
    • 负责人：
      伊藤 繁
    • 依托单位：
      Nagoya University
    新型光合成の酸素発生系
    • 批准号：
      12874109
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Exploratory Research
    • 资助金额：
      $1.47万
    • 财政年份：
      2000
    • 负责人：
      伊藤 繁
    • 依托单位：
      Nagoya University
    光合成におけるMg,Fe,Znの役割
    • 批准号：
      11116228
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
    • 资助金额：
      $0.96万
    • 财政年份：
      1999
    • 负责人：
      伊藤 繁
    • 依托单位：
      Okazaki National Research Institutes
    生体光合成の単電子移動過程
    • 批准号：
      10127224
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
    • 资助金额：
      $0.96万
    • 财政年份：
      1998
    • 负责人：
      伊藤 繁
    • 依托单位：
      Okazaki National Research Institutes
    海外基金