光化学系IIに存在するシトクロムb-559は光ストレスを緩和する能力を持つか?

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06640845
• Research Institution: KYUSHU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 岡山 繁樹 九州大学, 理学部, 教授 (50038444)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田村 典明 福岡女子大学, 人間科学部, 教授 (70207249) ; 土井 道生 九州大学, 理学部, 助手 (00167537)
• Keywords: 光化学系II / シトクロムb-559 / Mnクラスター / 光ストレス / 光障害

Research Abstract

光化学系II膜標品中に含まれるシトクロムb-559には酸化還元電位の異なる3つの型(高電位,中電位,低電位型)があり、それぞれの酸化還元電位(Em_7)は+435,+237,+45mVであり、光化学系II酸化側の光ストレスにより高電位型が低電位型へ変化していくこと,さらにその変化はシトクロムb-559の光ストレスの緩和への寄与を反映するものであることを明らかしてきた.本年度は光化学系II酸化側でのMnの結合が高電位型シトクロムb-559の安定性に寄与することを見いだした.光化学系II酸化側のMnクラスターを破壊し,水の光分解活性を失活させるヒドロキシルアミン処理によってはシトクロムb-559の電位は影響されなかった。しかし,ヒドロキシルアミン処理光化学系II膜標品になお残存するMnをEDTA処理により除去すると高電位型が中電位型の変化する.このような標品にMn2+を再添加すると可逆的に中電位型が高電位型に戻ることが明らかになった.さらにNH_2OHとEDTAで処理した光化学系II膜標品を,さらにカルボキシル基の化学修飾剤1-ethyl-3-(3-dimethyl-aminopropyl) carbodiimide (EDC)てD1/D2タンパク質上にあるMn結合部位を修飾し,Mnの結合を阻害するMn添加による高電位型再回復はみられなかった.Mn^<2+>の効果は特異的であり,Ca^<2+>,Mg^<2+>,Zn^<2+>には再回復効果はみられなかった.おそらくD1/D2蛋白質上のMnクラスターが壊れていても,Mn結合部位へなにがしかのMnか結合していることが,高電位型の安定性に寄与しているものと考えられる.

Research Products

• [Publications] Iwasaki, I.: "Effects of light stress on redox potential froms of Cytb-559 in Photosystem II membranes depleted of water-oxidizing complex." Plant and Cell Physiology. 36. 583-589 (1995)
• [Publications] Tamura, N.: "Evidence on the specific interaction between manganese and Cyt b-559 on the PS II oxidizing side." Proceedings of 10th International Photosynthesis Congress. (印刷中). (1995)