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光合成反応中心タンパク質複合体内電子伝達機構の解明、及び光合成の起源の探索

阐明光合反应中心蛋白复合物内的电子传递机制并探索光合作用的起源

基本信息

批准号：
09J08983
负责人：
近藤徹
金额：
$ 0.9万
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：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

我々はヘリオバクテリアのRC(以下HbRC)を用いて時間分解電子スピン共鳴(TR-ESR)測定を行い、光誘起された還元型キノン分子(A_1^-)と酸化型電子供与体クロロフィル2量体P800(P+)のラジカル対(P^+A_1^-)由来のスピン分極(ESP)信号の検出に成功した。その信号形は他のRCのP^+A_1^-信号の形とは大きく異なっていた。ESP信号は、ラジカル間の距離、分子配向、電子移動速度、などを反映するので、スペクトルのシミュレーションから各パラメータを推定した。さらに詳細な構造情報を得るために配向膜標品で、外部磁場と膜面との角度を変化させながらP^+A_1^-信号を検出し角度依存性を解析した。PSIRCの結晶構造と電子担体間の相対配置を比較対照としてこの信号を検討した。この結果A_1の分子配向がPSIRCと異なることが推定された。アミノ酸配列の比較から、HbRCはPSIRCよりもAl結合サイトが親水的でありキノン分子が弱く結合していると推測される。P^+A_1^-ラジカル対の電荷再結合速度の温度依存性もPSIRCと異なっており、A_1を介した電子移動反応がPSIRCと異なると考えられる。PSIRCではキノン分子A_1に続いて4Fe4SクラスターF_x、F_A、F_Bが電子受容体として機能している。HbRCでも過去に4Fe4SクラスターのESR信号が報告され性質の理解が進められているが、その同定もできていない。我々はヘリオバクテリアの配向膜標品を用いて4Fe4Sクラスターの膜内配向を調べ、PSIRC内4Fe4Sクラスターの結果と比較した。F_Bと帰属されていた4Fe4Sクラスターの配向はPSIRC-F_Aに近かった。酸化還元特性もPSIRC-F_Aに似ており、F_A結合サイトのクラスターである可能性が高い。また光誘起されるS=1/2型ESR信号の配向がPSIRC-Fxの配向と近く、F_xに帰属された。現在これらの結果を論文2編にまとめ投稿準備中である。

We have successfully detected the signal of electron polarization separation (ESP) from the electron donor P800(P+) by time-resolved electron resonance (TR-ESR), photoinduced electron donor (A_1^-) and acidified electron donor (P +A_1^-). P^+A_1^-signal shapes are different. ESP signals are estimated based on distance between phases, molecular alignment, electron velocity, and the number of phases reflected. Detailed structural information is obtained, and the angle dependence of the alignment film standard, the external magnetic field and the film surface is analyzed. The crystal structure of PSIRC and the relative arrangement between electron carriers are compared. The molecular alignment of A_1 is different from that of PSIRC. HbRC is not PSIRC, it is not Al, it is hydrophilic, it is weak. Temperature Dependence of Charge Reconbination Rate of P^+ A_1^-1 PSIRC is an electron acceptor for molecules A_1 and 4Fe and 4S. The ESR signal of HbRC is reported in the past. The understanding of the properties of HbRC is improved. We compare the results of 4Fe4S alignment in PSIRC with those of 4Fe 4S alignment in PSIRC. F_B belongs to PSIRC_F_A. Acidification reduction characteristics: PSIRC-F_A, F_A, F_A, The alignment of S=1/2 ESR signal induced by light is the alignment of PSIRC-Fx and F_x. Now the results of the paper are in preparation.