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植物における酸素発生系の構造と反応機構

植物产氧系统的结构及反应机理

基本信息

批准号：
06780548
负责人：
野口巧
金额：
$ 0.58万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06780548/
关键词：
光合成光合成系II 酸素発生フ-エリ変換赤外 X線吸収

项目摘要

1.酸素発生系におけるMn-Caクラスターの構造光合成系IIにおける酸素発生MnクラスターとCaの構造上の関係とその役割を調べるため、通常の系II膜標品とCa除去した系II膜標品について、S_1,S_2状態間の閃光誘起フーリエ変換赤外(FT-IR)差スペクトルを測定した。その結果、(1)通常の酵素発生系では、S_1状態において、Mn、Ca間のカルボキシル基による架橋構造が存在すること、(2)S_2状態において、このカルボキシル基のCaへの配位結合が切れること、(3)Caの存在が、S_2状態の生成の際に起こるタンパク質の二次構造の変化を誘起すること、(4)Ca除去により、上のカルボキシル基はMnからも遊離すること、などが明らかとなった。上記(4)の結論は、Ca除去した系II膜標品のMnのX線吸収スペクトル(XAFS)の測定からも確かめられた。2.酵素発生系における基質水分子の結合状態酵素発生(水分解)系におけるMnクラスター上の水分子の結合構造とタンパク質との相互作用を調べるため、S_1,S_2状態間の閃光誘起FTIR差スペクトルをH_2O及びD_2O中で測定した。様々な形態で水と相互作用をするモデルカルボキシレート化合物のFTIRスペクトルと比較した結果、水分解系のMn原子に配位している水分子は蛋白質由来のカルボキシレート配位子と強い水素結合をつくっていることが明らかとなった。このことから、このカルボキシレート配位子が、水からプロトンを引き抜く際の最初の受容体となっていると考えられた。

1. The structural relationship between Mn-Ca and Ca in acid production system and photosynthesis system II was studied. The structural relationship between Mn-Ca and Ca in acid production system and Ca removal system were studied. The results are as follows: (1) the existence of bridging structures between Mn and Ca in the normal enzyme production system;(2) the existence of Ca in the S_2 state;(3) the existence of Ca in the S_2 state;(4) the induction of transformation of secondary structures; The upper part of the body is covered with a thin layer of water. The conclusion of the above note (4) is that the determination of Mn X-ray absorption spectrum (XAFS) of Ca removal is accurate. 2. The binding state of water molecules in the substrate of enzyme production system The binding structure of water molecules in the substrate of enzyme production (water decomposition) system is modulated by the interaction between the binding structure and the binding state of water molecules in the substrate. The FTIR difference between the binding structure and the binding state of water molecules in the substrate is determined by the FTIR difference between the binding structure and the binding state of H_2O and D_2O. The results of FTIR comparison of water species and water interactions show that Mn atoms in the water decomposition system are coordinated to water molecules and protein origin is coordinated to strong water binding. The first receptor is the ligand, and the second receptor is the ligand.