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

使用脉冲ESR方法跟踪光系统II锰团簇的构建过程

• 批准号: 15J11091
• 负责人: 浅田 瑞枝
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J11091/
• 关键词: ESR; 光化学系II

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。

Photosynthetic photochemical system (PS) II catalyst part: Mn, Mn, Ca, O atoms, acid residues, coordination structure, light irradiation, spontaneous formation (photoactivation). The photoactive reaction of Mn with PS II is characterized by the combination of Mn2+ and PS II, and the acidification of Mn3+ by light irradiation. In the initial stage of photoactivation, Mn2 + ions are bound to specific molecules. There are multiple combinations in the acid production system, such as Mn2 +, Mn2 +, Mn2 In this study, the formation of Mn ~(2+) and the position of Mn ~(2+) were studied. In this study, the electron resonance method was used to determine the distance between Mn2 + and YD in PSII. Distance information, Mn2 + and specific combination of Mn2 + binding to the nearby 2 groups stabilizes the coordination structure.

项目成果

Location of the High-Affinity Mn2+ Site in Photosystem II Detected by PELDOR

• DOI: 10.1021/acs.jpcb.5b03994
• 发表时间: 2015-08-13
• 期刊: JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B
• 影响因子: 3.3
• 作者: Asada, Mizue;Mino, Hiroyuki
• 通讯作者: Mino, Hiroyuki

Position of the Mn(II) binding site at the initial step of photoactivation of photosystem II studied by PELDOR

PELDOR 研究的光系统 II 光活化初始阶段 Mn(II) 结合位点的位置

• 发表时间: 2015
• 作者: 浅田瑞枝;三野広幸;Mizue Asada and Hiroyuki Mino
• 通讯作者: Mizue Asada and Hiroyuki Mino

パルスELDOR法を用いた光化学系II Mnクラスターの光活性化におけるMn2+親和サイトの位置決定

使用脉冲 ELDOR 方法定位光系统 II Mn 团簇光活化过程中 Mn2+ 亲和位点

• 发表时间: 2015
• 作者: 浅田瑞枝;三野広幸
• 通讯作者: 三野広幸

PELDOR study on the high-affinity Mn(II) site of photoactivation of photosystem II

光系统II光活化高亲和力Mn(II)位点的PELDOR研究

• 发表时间: 2015
• 作者: 浅田瑞枝;三野広幸
• 通讯作者: 三野広幸

PELDOR法を用いた光化学系II表在性サブユニットPsbPの結合位置の解析

PELDOR法分析光系统II表面亚基PsbP的结合位置

• 发表时间: 2016
• 作者: 浅田瑞枝;西村大志;佐藤文彦;伊福健太郎;三野広幸
• 通讯作者: 三野広幸