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基準振動解析による蛋白質構造の必然性の解明-光合成系を例にして

Research Project

Project/Area Number 11874119
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 植物生理
Research InstitutionYamaguchi University

Principal Investigator

三室 守  山口大学, 理学部, 教授 (40142004)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 菊地 浩人  日本医科大学, 医学部, 講師 (00224907)
Project Period (FY) 1999 – 2000
Project Status Completed (Fiscal Year 2000)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2000: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 1999: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords基準振動解析 / 光合成アンテナ系 / 動的構造 / セグメント / タンパク質構造
Research Abstract

光合成アンテナ系は色素-タンパク質複合体から構成される。色素は光エネルギーの吸収、移動を直接担うが、タンパク質は色素の電子状態を規定し、さらに光化学反応性も規定するため、アンテナ系でのエネルギー移動効率という観点からすれば、色素とタンパク質の相互作用が最も重要である。この具体的な内容を結晶構造を基に基準振動解析法を用いて、タンパク質構造の意義を探索した。
昨年度解析を行った基準振動解析によるフィコシアニン(PC)の動的構造と機能との相関に関しては投稿論文が受理された。この基盤の上に立って今年度は、異なる種類のフィコビリンタンパク質に関して解析を行った。
(1)PCに極めて良く似た結晶構造を示すAPC(アロフィコシアニン)については、PCで見いだした動的構造と機能との相関が適用できることが明らかになった。
(2)PE(フィコエリスリン)には5分子の、PCには3分子、APCには2分子の発色団が結合する。この結合サイトの安定性は光学特性に極めて重要な影響を与える。結合サイトには,発色団の電子状態の安定化のためにアスパラギン酸が必須である。PEには動的構造からはPC、APCに適用された原則が適用できないことが判明した。そうした発色団は2箇所でタンパク質と結合するが、それが安定化のためであるという戦略であることが判明した。
(3)動的構造と機能との相関を初めて明らかにすることができたので、今後は、基準振動解析の普遍性を追及する予定である。

Report

(2 results)
  • 2000 Annual Research Report
  • 1999 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All Other

All Publications (21 results)

  • [Publications] Iida,K. et al.: "Characterization of the light-harvesting polypeptide/bacteriochlorophyl I a complex isloated from photosynthetic bacteria by linear dichroism spectra."Bull.Chem.Soc.Japan. 73. 221-229 (2000)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] Mimuro,M. et al.: "Up-hill energy transfer in a chlorophyl I d-dominating oxygenic photosynthetic prokaryote, Acaryochloris marina."Biochimica et Biophysica Acta. 1456. 27-34 (2000)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] Akimoto et al.,: "Excitation relaxation dynamics of linear carotenoids"J.Luminescence. 87-89. 797-799 (2000)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] M.Mimuro et al.,: "Magnetic circular dichroism (MCD) properties of reaction center complexes isolated from the Zn-Bacteriochlorophyl I α containing purple bacterium, Acidiphilium rubrum."Biochemistry. 39. 4020-4027 (2000)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] H.Kikuchi et al.,: "Significance of a two-domain structure in subunits of phycobiliproteins revealed by the normal mode analysis."Biophysical Journal. 79. 1587-1600. (2000)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] S.Satoh et al.,: "Chlorophyl I b expressed in cyanobacteria functions as light-harvesting antenna in photosystem I through flexibility of the proteins."Journal of Biological Chemistry. (in press). (2001)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] 三室守: "電子と生命-新しいバイオエナジェッティックスの展開"共立出版. 180 (2000)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] 三室守,田中歩: "植物生理学"朝倉書店(印刷中). (2001)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] Papageogiou,G.C.et al.: "Membrane lipid unsaturation modulates light-induced and osmotically-induced shift in chlorophyll a fluorescence of Synechocystis sp.PCC 6803."Photosynthe.Research. 59. 125-136 (1999)

    • Related Report
      1999 Annual Research Report
  • [Publications] Mimuro,M.et al.: "Fluorescence properties of Chlorophyll d-dominating prokaryotic alga,Acaryochloris marina:Studies by means of the time-resolved spectroscopy."Biochimica et Biophysica Acta. 1412. 37-46 (1999)

    • Related Report
      1999 Annual Research Report
  • [Publications] Akimoto,S.et al.: "Excitation relaxation of carotenoids within the S2 state probed by the femtosecond fluorescence up-conversion method."Chemical Physics Letters. 313. 63-68 (1999)

    • Related Report
      1999 Annual Research Report
  • [Publications] Ishii,T.et al.: "The effects of pH and ionic strength on the aggregation of bacteriochlorophyll c in aqueous oragnic media: possibility of two kinds of aggregation forms."Photochemistry and Photobiology. 70. 760-765 (1999)

    • Related Report
      1999 Annual Research Report
  • [Publications] Iida,K.et al.: "Characterization of the light-havesting polypeptide/bacteriochlorophyll a complex isloated from photosynthetic bacteria by linear dichroism spectra."Bull.Chem.Soc.Japan. 73. 221-229 (2000)

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      1999 Annual Research Report
  • [Publications] Mimuro,M.et al.: "Up-hill energy transfer in a chlorophyll d-dominating oxygenic photosynthetic prokaryote,Acaryochloris marina."Biochimica et Biophysica Acta. 1456. 27-34 (2000)

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      1999 Annual Research Report
  • [Publications] Mimuro,M.et al.: "Magnetic circular dichroism(MCD)properties of reaction center complexes isolated from the Zn-Bacteriochlorophyll a containing purple bacterium,Acidiphilium rubrum."Biochemistry. (in press).

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      1999 Annual Research Report
  • [Publications] Akimoto,S.et al: "Excitation relaxation dynamics of linear carotenoids"J.Luminescence. (in press).

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      1999 Annual Research Report
  • [Publications] 山崎 巖 他: "光受容蛋白質における超高速光化学反応のレーザー分光による計測"レーザー生物・医学応用. RTM-99-31. 29-34 (1999)

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      1999 Annual Research Report
  • [Publications] Mimuro,M.et al.: "Concepts Photobiology:Photosynthesis and Photomorphogenesis."Kluwer Academic Pub.. (1999)

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      1999 Annual Research Report
  • [Publications] 三室 守: "藻類の多様性と系統"裳華房. (1999)

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      1999 Annual Research Report
  • [Publications] 三室 守: "光がもたらす生命と地球の共進化:エネルギーと食糧と地球環境に対するグローバルな視点"中部経済新聞社. (1999)

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  • [Publications] 三室 守: "電子と生命-新しいバイオエナジェッティックスの展開"共立出版. 印刷中

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      1999 Annual Research Report

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Published: 1999-04-01   Modified: 2016-04-21  

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