Elucidation of the molecular mechanism of photosynthetic water oxidation by means of infrared spectroscopy

红外光谱阐明光合水氧化的分子机制

• 批准号: 21370063
• 负责人: NOGUCHI Takumi
• 金额: $ 11.98万
• 依托单位: Nagoya University (2010-2012)University of Tsukuba (2009)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21370063/
• 关键词: 光合成; 水分解; 酸素発生; 振動分光学; 赤外分光; 光化学系II; マンガンクラスター

We have investigated the molecular mechanism of photosynthetic water oxidation using light-induced Fourier transform infrared difference spectroscopy and revealed the number of protons released upon individual intermediate transitions, the efficiencies of transitions, the structures and the roles of amino-acids coupled to the Mn cluster, the effect of an inhibitor on water oxidation reactions, and the regulation mechanism by extrinsic proteins. We also studied proton-coupled electron transfer in the water oxidation reaction using time-resolved infrared spectroscopy and obtained experimental evidence that proton is released before the electron transfer in the S3→S0transition, in which molecular oxygen is evolved.

我们利用光诱导傅里叶变换红外差谱研究了光合水氧化的分子机制，揭示了单个中间跃迁时释放的质子数、跃迁效率、与Mn原子团簇偶联的氨基酸的结构和作用、抑制剂对水氧化反应的影响以及外源蛋白的调节机制。我们还利用时间分辨红外光谱研究了水氧化反应中的质子耦合电子转移，得到了在S3→ S0跃迁中质子释放先于电子转移的实验证据，在该跃迁中分子氧被释放。

项目成果

偏光FTIR法による酸素発生Mnクラスターの配位子構造の解析

使用偏振 FTIR 方法分析放氧锰簇的配体结构

• 发表时间: 2009
• 作者: 飯笹充裕;鈴木博行;野口巧
• 通讯作者: 野口巧

除草剤効果を用いた植物の光傷害メカニズムの解明

利用除草剂作用阐明植物光损伤机制

• 发表时间: 2009
• 作者: 井手段一聖;渋谷勇一;野口巧
• 通讯作者: 野口巧

除草剤効果による光化学系IIの光傷害機構の解析

除草剂效应光系统II光损伤机制分析

• 发表时间: 2010
• 作者: 井手段一聖;野口巧
• 通讯作者: 野口巧

光合成酸素発生の中間状態遷移におけるNH_4^+ 阻害のメカニズム

光合产氧中间态转变过程中NH_4^+抑制机制

• 发表时间: 2012
• 作者: 小林聖;津野将弥;野口巧
• 通讯作者: 野口巧

光合成酸素発生系における表在性タンパク質の機能発現機構のFTIR解析

FTIR分析光合产氧系统表面蛋白的功能表达机制

• 发表时间: 2012
• 作者: 宇野千尋;井戸邦夫;垣内秀介;西村大志;佐藤文彦;伊福健太郎;野口巧
• 通讯作者: 野口巧