光合成反応中心の器の構造解析とその工学的応用

光合反应中心容器结构分析及其工程应用

• 批准号: 08750912
• 负责人: 小林 正幸
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750912/
• 关键词: 光合成反応中心; 磁気円偏光二色性; スペシャルペア; 二量体; Resonance Raman; 水素結合; 1次構造; PCR法

光合成反応中心は光誘起電子移動反応により光エネルギーを電気化学ポテンシャルに変換する機能を有した色素-タンパク質複合体である。紅色光合成細菌Chromatium (C. ) tepidumは最適生育温度が高く、反応中心タンパク質自身も熱に対して安定である個とが知られており、C. tepidum反応中心の立体構造-特に色素-色素間,色素-タンパク質間,タンパク質-タンパク質間の相互作用-に関する知見は反応中心の工学的応用に欠くことのできない重要な情報である。まず、色素-色素間の相互作用の情報として、反応中心の磁気円偏光二色性測定を行い、B/D(電子双極子強度(D)とFaraday B項強度(B)の比)という指標を新規に導入することで反応中心第一電子供与体スペシャルペアがバクテリオクロロフィルの二量体であることを解明した(Spectrochim. Acta PartA 51, 585)。我々はこの際に導入した指標(B/D)は磁気双極子強度を示し、光合成色素会合体の会合次数に反映することを同時に明らかにしたことから、今後様々な光合成色素の会合構造解明に役立つと考えられる。次に、色素-タンパク質間相互作用の情報として、スペシャルペアとその周辺のアミノ酸残基との相互作用-特にスペシャルペアを構成しているバクテリオクロロフィルとアミノ酸残基との水素結合-をResonance Raman測定により明らかにした(Biochemistry 32, 10529)。この結果、C. tepidum反応中心スペシャルペアのバクテリオクロロフィルの中心金属マグネシウム原子はヒスチジン残基と,C2アセチルカルボニル基はチロシンおよびヒスチジン残基と水素結合を形成し,C9のケトカルボニル基は周辺のアミノ酸残基と水素結合を形成していないことが分かった。また、我々はC. tepidum反応中心の結晶化に既に成功していることから、この反応中心の立体構造解明からタンパク質耐熱部位の特定が期待されている。現在まで、X線結晶立体構造解析に不可欠な知見である反応中心の1次構造決定がなされていなかったが、C. tepidum全遺伝子を鋳型とし、PCR法を用いてC. tepirum反応中心の1次構造の一部を明らかにした(Photosynthesis Res. in press)。

Photosynthetic reaction centers have the function of photoinduced electron mobility. Chromatium (C. The optimum temperature for growth is high and the optimum temperature for growth is stable. The three-dimensional structure of tepidum reaction center-special pigment-pigment, pigment-pigment, mass-substance interaction-related knowledge and application of reaction center engineering are not available. Information on Pigment-Pigment Interaction, Measurement of Magnetic Polarization Dichroism of the Reflection Center, B/D(Ratio of Electron Dipole Intensity (D) to Faraday B Term Intensity (B)), Index of the First Electron Donor of the Reflection Center Acta PartA 51, 585)。The index (B/D) indicates the intensity of magnetic dipole and the number of times of convergence of photosynthetic pigment assembly. Information on Pigment-Substance Interaction and Interaction of Acid Residues in Pigment-Substance Interaction and Interaction of Acid Residues in Pigment-Substance Interaction and Interaction of Acid Residues in Pigment-Substance Interaction (Biochemistry 32, 10529) C. The tepidum anti-tumor center is formed by the combination of C2 and C9 anti-tumor groups, and the combination of C9 and C9 anti-tumor groups is formed by the combination of C2 and C9 anti-tumor groups.また、我々はC. Crystallization of tetrahedron center is successful, and the three-dimensional structure of tetrahedron center is solved. Now, X-ray crystallographic analysis of three-dimensional structure can not be seen, the first structural determination of the center of reflection, C. Tepidium DNA sequence analysis, PCR method and C. A part of the first order structure of the tepirum inversion center (Photosynthesis Res. in press)

项目成果

Anabella Ivancich et al.,: "Hydeogen-bond interactions of the primary donor of the photosynthetic purple sulfur bacterium Chromatium tepidum" Biochemistry. 35. 10529-10538 (1996)

Anabella Ivancich 等人：“光合紫硫细菌 Chromatium tepidum 的主要供体的氢键相互作用”生物化学。

Insan Fathir et al.,: "The genes coding for the L, M and cytochrome subunits of the photosynthetic reaction center from the thermophilic purple sulfurbacterium Chromatium tepidum" Photosynthesis Research. (印刷中). (1997)

Insan Fathir 等人，“编码嗜热紫色硫杆菌 Chromatium tepidum 的 L、M 和细胞色素亚基的基因”光合作用研究（1997 年出版）。

Masayuki Kobayashi et al.,: "Molecular structures and optical properties of aggregated forms of chlorophylls analyzed by means of magnetic circular dichoism" Spectrochimica Acta Part A. 51. 585-598 (1996)

Masayuki Kobayashi 等人：“通过磁性圆二色性分析叶绿素聚集形式的分子结构和光学性质”Spectrochimica Acta Part A. 51. 585-598 (1996)