生体光合成の単電子移動過程

生物光合作用中的单电子转移过程

• 批准号: 08247216
• 负责人: 伊藤 繁
• 金额: $ 1.6万
• 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: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08247216/
• 关键词: 電子移動; 光合成; 反応中心; クロロフィル; キノン

光合成反応中心タンパク質内部の単電子移動の機構を解明し、生体光合成反応の特徴である多成分・多段階の電子移動反応系を利用した新たな単電子デバイス創出のための基本原理を検討した。植物と光合成細菌の反応中心複合体の単離精製、改変法を確立した。また、ピコ秒〜ナノ秒の時間分解レーザ分光・蛍光分光法で、測定困難な生体試料での電子移動を解析出来る技術を発展させた。既存の、均一媒体を取り扱う電子移動理論をもとに解析を進めてきたが、さらに0.1オノメーターオーダーで不均一性と高秩序をもつタンパク質内での多分子反応系の構築に適した研究、解析へと検討をすすめた.これまでのクロロフィル-キノン間の単電子移動過程の研究成果をもとに、更にマルチステップ単電子移動過程を解析した。(1)タンパク質による反応分子のエネルギーレベルの調節機構と、(2)タンパク内電子移動反応のネルギーギャップ(ΔG)依存性を更に複数の単電子過程で解明して、(3)再配置エネルギーを決定し、反応原理を検討した。電子スピンとタンパク質溶媒の緩和過程をESRスピンエコーで実測し、理論面からも検討した.また単純で、始原型の構造をもつ緑色光合成細菌の反応中心での電子移動経路の最適化機構、及び、反応の高効率化機構を検討した.最近我々が発見した、MgでなくZnを配位するクロロフィルをもつ細菌の光合成系も含めた異なった反応中心との比較から、生体光合成の分子環境場の設計原理を検討した.

The photosynthetic reaction center is a mechanism for moving electrons inside the mass, and the biophotosynthesis reaction is a special mechanism The multi-stage electronic mobile reaction system is based on the basic principles of the new electronics system. Methods for isolating, purifying, and modifying the reaction center complex of plant and photosynthetic bacteria have been established. The time resolution of また, ピコsec to ナノsec is time decomposition, spectrometry, and spectrophotometry. It is a technology to analyze the movement of electrons in biological samples that are difficult to measure. Existing の、Uniform mediaをtakeり扱うElectronic movement theoryをもとにanalyticsを进めてきたが、さらに0. 1オノメーターオーダーでheterogeneity and high-order polymolecular reaction system within the mass Research and analysis of the research and analysis of the construction of the suitable room. The research results of the single electron movement process have been published, and the analysis of the single electron movement process has been updated. (1) The タンパク mass による reaction molecule のエネルギーレベルの adjustment mechanism と, (2) The electron movement in the タンパク reaction のネルギーギャDependence of ップ(ΔG) is more complex than simple electron process, (3) reconfiguration is determined, and the principle of reaction is discussed. Electron solvent relaxation process, ESR, and theoretical aspects.た単Pure and original structure をもつGreen photosynthetic bacterium のReaction center でのElectronic movement 経路のoptimized mechanism and び、ReactionのHIGH EFFICIENCY INSTITUTIONS The design principle of the photosynthetic system, the reaction center, and the comparison of the molecular environment field of the biophotosynthesis system.

项目成果

Wakao,N.: "Discovery of natural photosynthesis using Zn-containing bacteriochlorophyll in an aerobic bacterium Acidophilium rublum." Plant and Cell Physiology. 37. 889-893 (1996)

Wakao,N.：“在需氧细菌红嗜酸菌中发现使用含锌细菌叶绿素进行自然光合作用。”

Itoh,S.: "Stabilization of P680+at 77K in the quinone-reconstitutedphotosystem II reaction center complex." Plant and Cell Physiology. 37. 833-839 (1996)

Itoh,S.：“醌重建光系统 II 反应中心复合物中 P680 在 77K 下的稳定性。”

Dzuba,S.A.: "Electron spin echo of spin-polarizedradicalpairs in the intact and quinone-reconstitutedplant PS I reactin centers." Chemical Physics Letters. 264. 238-244 (1997)

Dzuba,S.A.：“完整和醌重建的植物 PS I 反应中心中自旋极化自由基对的电子自旋回波。”

Baba,K.: "Photoinhibition of photosystem I electron transfer activity in isolated PS I preparations with different chlorophyll contents." Photosynthesis Research. 47. 121-130 (1996)

Baba,K.：“具有不同叶绿素含量的分离 PS I 制剂中光系统 I 电子转移活性的光抑制。”

Saeki,K.: "Site-specific mutagenesis of Rhodobacter capsulatus ferredoxinI,FdxN,that functions in nitrogen fixation." J.Biological Chemistry. 271. 31399-31406 (1996)

Saeki,K.：“荚膜红杆菌铁氧还蛋白 I、FdxN 的位点特异性诱变，具有固氮作用。”