光合成反応中心の葉緑体膜における分子集合の解明

Research Project

Project/Area Number	61580141
Research Category	Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	物質生物化学
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	高橋正昭京大, 食糧科学研究所, 助手 (30027198)
Project Period (FY)	1986
Project Status	Completed (Fiscal Year 1986)
Budget Amount *help	¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000) Fiscal Year 1986: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Keywords	光合成 / 光化学系【II】 / 酸素発生 / 32kDaD1タンパク質 / ターゲットサイズ分析 / マンガン
Research Abstract	光合成の光化学系【II】は【H_2】Oを光酸化して【O_2】を発生させ、一方、キノンを還元する重要な働らきをしている。7種の構成サブユニットペプチドが含まれるが、この個々の機能を明らかにするとともに、【O_2】発生は分子集合して初めて発揮される機能であることも本研究で明らかにした。 1. 32kDaのD1タンパク質は反応中心の初期受容体であるとともに初期電子供与体でもあることを証明した。即ちこの分子1分子のみで光エネルギーを酸化還元エネルギーに変換する機能を持つことを示す。 2. 32kDa1タンパク質を反応中心複合体から可溶化して、ゲルロ過、酵素処理により単離した。これまでこのタンパク質は単離されたことはなく、初めてクロロフィル結合タンパク質であることが明らかとなった。これは1で明らかにした反応中心機能に対する必要条件を満たす。 3. 光化学系【II】反応中心は1電子の電荷分離に65kDaのサイズを必要とすることを、電子線照射を利用したターゲットサイズ分析法により明らかにした。これはD1タンパク質とD2タンパク質の二重体構造があることを示す。一方、四当量の酸化力を必要とする【O_2】発生を行なう為には250kDaのサイズが必要であった。この反応中心の4倍の違いは65kDaの反応中心が四量体構造を採ると新たに【H_2】Oを酸化できる能力を得ることを示す。 4.【O_2】発生に必要なMn原子の結合タンパク質のサイズを67kDaと決定した。このタンパク質とMnの結合は不安定で機能の上からも重要なMnの結合相手はここで初めてD1,D2タンパク質のいずれかに結合していることが明らかとなった。