1994 Fiscal Year Annual Research Report
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06680661
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| Research Institution | Okazaki National Research Institutes |
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Principal Investigator |
伊藤 繁 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助教授 (40108634)
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| Keywords | 熱ゆらぎ / 電子移動 / クロロフィル / 温度効果 / 光合成 / 光化学 |
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| Research Abstract |
光エネルギーを電気化学エネルギーに効率よく変換する、光合成反応中心タンパク内での電子移動反応では大きな熱揺らぎを必要とする温度依存性の高い反応過程と、比較的局所の熱揺らぎ(高振動モード)に依存して進行する温度依存性の低い過程、及び量子トンネル効果で進行する殆ど温度依存性を示さない反応が組み合わされて環境温度に応じて最大の効率をしめす反応系がつくられているらしい。植物光化学系Iと光化学系II反応中心タンパク複合体内部で進行する多段階電子移動反応の速度を300-4Kで測定し、その温度依存性を明らかにした。クロロフィル2量体(P)、クロロフィル単量体(A)、キノン(Q)、鉄硫黄センター(Fx)の順に電子移動が進行する光化学系I反応中心では、P、A、Qの三者間での反応はいずれも低い温度依存性しか示さなかった。Qの反応は極低温(50K以下)では遅くなった。一方、QとFx、FxとP間の反応は室温付近では温度依存性の高い経路で進行し、200K以下では殆ど温度依存性を示さない経路で進行することを明らかにした。また酸化還元電位の異なるキノンで本来のキノンを入れ替えると、それに応じて、QとFx間の反応の温度依存性が変わることも見いだされた。これらの結果を、反応分子間の距離、反応に伴う自由エネルギー変化、反応座標の再配置エネルギー(λ)との関係を考慮して、理論面からも検討した。鉄硫黄センターが存在せず、反応過程もかなり異なる光化学系II反応中心についても同様な検討を進めている。
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Research Products
(5 results)
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[Publications] M.Iwaki and S.Itoh: "Reaction of reconstituted acceptor quinone and dynamic equilibration of electron transfer in the photosystem I reaction center," Plant Cell Physiol.35. 983-993 (1994)
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[Publications] I.Kumazaki,M.Iwaki,I.Ikegami H.Kandori,K.Yoshihara and S.Itoh.: "Rates of praimary electron transfer reactions in the photosystem I reaction center reconstituted with different quinones as the secondary acceptor," J.Chem.Phys.98. 11220-11225 (1994)
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[Publications] T.Nozawa,M.Kobayashi,S.Itoh,M.Iwaki,M.Mimuro and K.Satoh: "Magnetic circular dichroism investigation of chlorophylls in reaction centers of photosystems I and II of green plant photosynthesis," Spectrochimica Acta. 51A. 125-134 (1995)
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[Publications] K.Sonoike,I.Terashima,M.Iwaki and S.Itoh: "Destruction of photosystem I iron-sulfur centers in leaves of Cucumis sativus L.by weak illumination at chilling temperature." FEBS Letters. in press. (1995)
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[Publications] 伊藤繁、岩城雅代: "「地球を変えた光合成反応:明らかになりつつある光合成系の起源」" 遺伝、. 49. 12-17 (1995)
