权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

光合成酸素発生反応の分子機構の解明

阐明光合析氧反应的分子机制

基本信息

批准号：
10J04953
负责人：
鈴木博行
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J04953/
关键词：
光合成酸素発生反応フーリエ変換赤外分光法 FTIR

项目摘要

光合成水分解反応は、光化学系II蛋白質中のMnイオンとCaイオンからなる金属クラスターで行われ、中間状態(SO-S4)の光誘起サイクルにより進行することが知られている。しかしながら、その触媒部位の構造や反応機構などの詳細は明らかとなっていない。そこで、本年度では、フーリエ変換赤外分光法(FTIR)を用いて、1)触媒部位の構造に関する研究、2)アンモニアによる酸素発生反応の阻害メカニズムに関する研究を行った。1:触媒部位の近傍に存在するCP47-R357は、酸素発生反応にかかわりがあると推測されているが、直接的な証拠は見つかっていなかった。この研究では、酸素発生反応にアルギニン側鎖が関与しているのかどうか、FTIR法を用いて調べた。酸素発生反応のFTIRスペクトルには、Argに由来するシグナルが観測された。また、その振動数領域は、水溶液中のグアニジル基と水分子が形成する水素結合構造の時に観測される領域と一致していた。これらのことから、Arg側鎖は、周囲のアミノ酸側鎖や水分子と強く水素結合を形成し、S1→S2遷移でその水素結合構造を変化させることが明らかとなった。2:水分子の類似体であるアンモニアは、基質水分子と交換することによって酸素発生を阻害すると考えられてきたが、その阻害機構の詳細は明らかとされていなかった。この研究では、NH4C1添加による酸素発生阻害のpH依存性と、S1→S2遷移のフーリエ変換赤外(FTIR)差スペクトルを測定することにより、酸素発生反応におけるアンモニア阻害の分子機構を調べた。その結果、NH4C1による阻害効果は、NH3ではなく、むしろNH4+によって起こることが示された。Mnクラスターのカルボキシル配位子、または水素結合ネットワークを形成するカルボキシル基へのNH4+の相互作用が、酸素発生反応の阻害を引き起こすとが明らかとなった。

Photosynthetic water decomposition reaction, photochemistry II protein medium Mn イオンとCa イオンからなるmetal クラスターで行われ、Intermediate state (SO-S4)の光inducing サイクルにより progressing することが知られている. The structure of the catalyst part and the reaction mechanism of the reaction mechanism are detailed.そこで, this year では, フーリエ変 infrared spectroscopy (FTIR) を use いて, 1) Structure of the catalyst part Research on に关する, 2) アンモニアによる acid element 発発生anti-濜の hinder メカニズムに关する Research を行った. 1: The presence of CP47-R357 in the vicinity of the catalyst site, and the reaction of acidic elementsかわりがあると speculate されているが, direct evidence なかは见つかっていなかった.このResearch では, acid 発生濜にアルギニンlateral lock が关与しているのかどうか, FTIR method いて Adjust べた. Acid element 発生濜のFTIRスペクトルには, Argに origin するシグナルが観measurement された. The field of vibration number of また, その, and the formation of のグアニジル radical and water molecules in aqueous solution are the same as the formation of the water binding structure.これらのことから、Arg side lock は、zhou囲のアミノacid side lock やwater molecule とstrong くhydrogen binding をThe formation of し, S1→S2 migration and hydrogen binding structure を変化させることが明らかとなった. 2: Water molecule analogue であるアンモニアは, matrix water molecule exchange することによって acid element 発生を hindering すると卡えられてきたが, その hindering organization のDetails は明らかとされていなかった.このResearch on the pH dependence of NH4C1 addition and the inhibition of acid production and S1→S2 migration of のフーリエ変 ( FTIR) Differential fluorocarbon measurement of することにより, acid irritation reaction におけるアンモニア hinders the molecular structure of the molecule and adjusts the べた. The results of その, NH4C1 による blocking effect は, NH3 ではなく, むしろNH4+によって出こることが Show された. Mnクラスターのカルボキシル ligand, またはhydrogen combines with ネットワークを to form するカルボキThe interaction between NH4+ and NH4+ is caused by the interaction between the acid and the reaction.