光合成における励起エネルギー捕獲・初期固定の理論的研究:酸素発生と非発生型の違い

光合作用中激发能量捕获和初始固定的理论研究：产氧型和非产氧型的差异

• 批准号: 06J03812
• 负责人: 斉藤 圭亮
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J03812/
• 关键词: 光合成; 電子移動; 励起エネルギー移動; 中間分子媒介; スピン三重項状態; クロロフィル; 電荷分離; 電荷再結合

緑色植物および藻類の光合成における光化学系II(PS2)の反応中心(RC)は,紅色細菌RCと共通の祖先を持つけれど,PS2RCには,紅色細菌RCではみられない特徴的過程がいくつかある.これらの違いを明らかにするため,次の課題の解明を行い,それぞれ次に述べる成果を得た.・PS2RCと紅色細菌RCでは,電荷再結合によりスピン三重項状態ができるが,両者でできる色素が異なる.この違いはPS2RCにおける色素エネルギー特異性に起因している事を明らかにした:紅色細菌RCでは,電荷分離の逆反応によってスピン三重項状態が出来る.一方,PS2RCでは,電荷分離の逆反応という機構の他,電子とホールが協奏的に移動して直接アクセサリクロロフィル上に三重項状態が出来る機構がある.このような機構の違いは,PC2RCでは中心色素対のエネルギーがアクセサリクロロフィルの励起エネルギーに比べて高いために生じていることが分かった.・PS2RCでは,スピン三重項状態のできる色素の近くに(紅色細菌では三重項状態を消す役割を担っている)カロテノイドが存在しないにも拘わらず,三重項状態が速やかに消される.PS2RCは(活性酸素を発生させるので有害な)スピン三重項状態をどのようにして消滅させているのかを明らかにした:この三重項状態消滅機構は,フェオフィチンとキノン間の電子移動により媒介される.

Green plants お よ の び algae photosynthesis に お け る light chemistry II (PS2) の 応 center (RC) は, red bacteria RC と を の common ancestors hold つ け れ ど, PS2RC に は, red bacteria RC で は み ら れ な い process of 徴 が い く つ か あ る. こ れ ら の violations い を Ming ら か に す る た め, time の subject の interpret を い, そ れ ぞ に れ times above べ る results を た. · PS2RC と bacteria red RC で は, charge recombination に よ り ス ピ ン triple item status が で き る が, who struck で で き る pigment が different な る. こ の violations い は PS2RC に お け る pigment エ ネ ル ギ ー specificity に cause し て い る matter を Ming ら か に し た : red bacteria RC で は, charge separation の inverse Reverse the 応によってスピ が triplet state が out る. Side, PS2RC で は, charge separation の negative 応 と い の he う mechanism, electronic と ホ ー ル が kanadeai に mobile し て directly ア ク セ サ リ ク ロ ロ フ ィ ル に triple item status on が out る institutions が あ る. こ の よ う な institutions の violations い は, PC2RC で は center pigment の seaborne エ ネ ル ギ ー が ア ク セ サ リ ク ロ ロ フ ィ ル の wound up エ ネ ル High ギ ー に than べ て い た め に raw じ て い る こ と が points か っ た. · PS2RC で は, ス ピ ン triple item status の で き る pigment の nearly く に (red bacteria で は triple item status を す "を cut bear elimination っ て い る) カ ロ テ ノ イ ド が exist し な い に も detained わ ら ず, triple item status が speed や か に さ elimination れ る. PS2RC は (active acid Born を 発 さ せ る の で harmful な) ス ピ ン triple item status を ど の よ う に し て eliminate さ せ て い る の か を Ming ら か に し た : こ の triple item status は elimination mechanism, フ ェ オ フ ィ チ ン と キ ノ ン の between electronic mobile に よ り medium さ れ る.

项目成果

Mechanism of spin-triplet-state formation on the accessory chlorophyll in the reaction center of photosystem II

光系统II反应中心副叶绿素自旋三重态形成机制

• 发表时间: 2008
• 作者: K. Saito;K. Mukai;H. Sumi
• 通讯作者: H. Sumi

Proton-coupled electron transfer in the reduction of P680+in photosvstem II

photosvstem II 中 P680 还原过程中的质子耦合电子转移

• 发表时间: 2007
• 作者: 池祐治;橋本英二;小島誠治;小杉麻李亜;小杉麻李亜;小杉麻李亜;小杉麻李亜;小杉麻李亜;小杉麻李亜;小杉麻李亜;小杉麻李亜;小杉麻李亜;小杉麻李亜;小杉麻李亜;小杉麻李亜;小杉麻李亜;小杉麻李亜;小杉泰 ほか;Keisuke Saito;K.Saito;K.Saito;斉藤 圭亮;Keisuke Saito;Keisuke Saito
• 通讯作者: Keisuke Saito

光合成光化学系IIにおける電子移動と共役したプロトン移動

光合光系统II中的电子转移和耦合质子转移

• 发表时间: 2007
• 作者: 池祐治;橋本英二;小島誠治;小杉麻李亜;小杉麻李亜;小杉麻李亜;小杉麻李亜;小杉麻李亜;小杉麻李亜;小杉麻李亜;小杉麻李亜;小杉麻李亜;小杉麻李亜;小杉麻李亜;小杉麻李亜;小杉麻李亜;小杉麻李亜;小杉泰 ほか;Keisuke Saito;K.Saito;K.Saito;斉藤 圭亮;Keisuke Saito;Keisuke Saito;斉藤 圭亮
• 通讯作者: 斉藤 圭亮

The importance of a hot-sequential mechanism in triplet-state formation by charge recombination in reaction centers of bacterial photosynthesis

细菌光合作用反应中心电荷重组形成三重态的热序机制的重要性

• 发表时间: 2006
• 期刊: Chem. Phys. 326
• 作者: K.Saito;K.Mukai;H.Sumi
• 通讯作者: H.Sumi

A single chlorophyll in each of the core antennas CP43 and CP47 transferring excitation energies to the reaction center in Photosystem II of photosynthesis

CP43 和 CP47 核心天线中的单个叶绿素将激发能量转移到光合作用光系统 II 的反应中心

• 发表时间: 2006
• 期刊: J.Photochem.Photobiol.A : Chem. 178
• 作者: K.Saito;T.Kikuchi;M.Nakayama;K.Mukai;H.Sumi
• 通讯作者: H.Sumi