パルスＥＳＲ法を用いた光化学系ＩＩマンガンクラスター構築過程の追跡

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光合成光化学系（PS）IIの触媒部分であるMnクラスターは、４つのMnと１つのCa、５つのO原子が周囲のアミノ酸残基に配位した構造になっており、光照射により自発的に形成される（光活性化）。Mnクラスター光活性化反応過程では、まず１つのMn2+イオンがPS IIに結合し、光照射により酸化されMn3+となる。光活性化の初期過程では、Mn2+イオンが特異的に１つだけ結合するサイトが存在することが明らかになっていた。しかし酸素発生系内に複数存在する結合サイトのうち、どの位置にMn2+が結合し、どのように光活性化が進行するのか、詳細は明らかになっていなかった。本研究ではMnクラスター形成メカニズムを解明することを目的として、Mn2+の特異的な結合サイトの位置解明に取り組んだ。本研究では電子スピン共鳴法を応用した電子―電子二重共鳴法を用いて、Mn2+の特異的な結合サイトとPSII内で安定に形成するチロシンラジカルYD間の距離を測定した。距離情報から、Mn2+の特異的な結合サイトの位置が明らかになった。Mn2+結合サイト近傍に２つのカルボキシル基が配位し構造を安定化することが明らかになった。