H_2O-酸化酵素のカタラーゼ反応キネティクスによる光合成酵素発生機構の解明

H_2O-氧化酶过氧化氢酶反应动力学阐明光合酶产生机制

• 批准号: 06760110
• 负责人: 真野 純一
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Kyoto University
• 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-06760110/
• 关键词: 光化学系II; 活性酸素; 過酸化水素; 酸素発生; 電子スピン共鳴

葉緑体電子伝達系の酸化末端で2H_2OをO_2に4電子酸化する光化学系II(PSII)H_2O-オキシダーゼの反応過程で基質H_2O分子がオキシダーゼのどの酸化段階で結合しO-O結合がどの酸化段階で形成されるのかを明らかにするため酵素反応中間体からのH_2O_2および水酸化ラジカル(・OH)遊離の可能性をペルオキシダーゼを共役させたホモバニリン酸蛍光法とスピントラップESR法により検証した。ホウレンソウPSII膜では、好気条件下で人工的な電子受容体のないとき,光照射にともない約2〜4μmol/mgChl/hの速度でH_2O_2が生成した。これはシトクロムc添加により抑制され,DCMU非感受性であった。同じ条件でDMPO-スピントラップESRにより酵素に依存し,DCMUで阻害されないDMPO-OOHの光生成が観察された。すなわち,PSIIでのH_2O_2光生成は還元側のDCMU阻害部位より上流(Q_AおよびPheo)でのO_2のO_2^-への光還元に由来する。DMBQ添加により電子伝達を加速するとH_2O_2の光生成は約3倍に増加した。このH_2O_2光生成は酵素濃度に依存したが,Cl^-イオン濃度に依存するH_2O-オキシダーゼ活性の大きさには対応しなかった。PSII還元側で生じたDMBQのセミキノンラジカルの自動酸化によるものであった。以上のようにH_2O-オキシダーゼ反応過程でのH_2O_2および・OHの光生成は検出限界内で有意に認められず、すでにH_2O-オキシダーゼの部分反応(カタラーゼ反応)解析から推測した基質H_2Oの分子の結合がH_2O-オキシダーゼのS_3状態以降であるとする機構と一致した。

Photochemical System II(PSII)H_2O-4-electron Acidification of Chloroplast Electron Transfer System Acidification of Chloroplast Electron Transfer System H_2O-4-electron Acidification of Chloroplast Electron Transfer System Photochemical System II(PSII)H_2O-4-electron Acidification of Chloroplast Electron Transfer System The possibility of dissociation is determined by the combination of acid spectroscopy and ESR. Under good light conditions, H_2O_2 is produced at a rate of 2 ~ 4μmol/mgCl/h under light irradiation. DCMU is not susceptible to this disease. Under the same conditions, DMPO-OOH photogenesis was detected by DCMU. H_2O_2 photogeneration in PSII and O_2 photoreduction in DCMU are discussed. The addition of DMBQ accelerates the electron emission and increases the light generation of H_2O_2 by about 3 times. The H_2O_2 photogeneration depends on the enzyme concentration, and the H_2O_2 photoactivity depends on the Cl_2 concentration. PSII is also a component of DMBQ. In the process of H_2O_2-OH photogeneration, the mechanism of H_2O_2-OH photogeneration is consistent with that of H_2O_2-OH photogeneration.

项目成果

Kunio Kawamoto: "Photoinactivation of photosystem II by in situ-photoproduced hydroxyurea radicals" Biochemistry. 33. 10487-10493 (1994)

Kunio Kawamoto：“原位光产生的羟基脲自由基对光系统 II 的光失活”生物化学。

Junichi Mano: "Inhibition of the catalase reaction of photosystem II by anions" Photosynthesis Research. 38. 433-440 (1993)

Junichi Mano：“阴离子对光系统II过氧化氢酶反应的抑制”光合作用研究。