1996 Fiscal Year Annual Research Report
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08458214
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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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 | 電子移動 / 光合成 / 反応中心 / クロロフィル / キノン |
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| Research Abstract |
電子移動タンパク質の構造の最適化の機構を、光合成反応中心を例に解析し、その進化と、応用を検討した.光合成の光励起電子移動は反応中心ではクロロフィル、キノン等の反応分子を含む反応中心タンパク質内部で起こり、タンパク質は反応分子の距離・配向を決定する.さらに各反応分子のエネルギーレベルを調節し、反応経路を与え、電荷生成・消失にともなう誘電緩和を制御する.(1)構造の大きく異なる植物と細菌の反応中心を利用し、この内部のキノンやクロロフィル分子を人工分子で置換した半人工反応中心を作り出した。いろいろな官能基側鎖をつけた人工分子を導入することに成功し、これらの反応を利用した、タンパク内分子場を調べる準備を整えた。(2)植物光合成反応中心に導入した人工キノンの位置を電子スピンエコーエンベラ-プ法で測定し、確認した。人工キノンは確かに本来のキノン結合位置に導入されていることを明らかにした。緑色細菌→光化学系I型の高還元力発生型と、紅色細菌→光化学系IIの酸化力発生(酸素発生)型の2系統の反応中心での、(1)内部キノンの人工分子による置換、(2)分子認識機構、(3)酸化還元電位の制御.(4)クロロフィル→キノン(人工化合物)間の超高速電子移動(最高24ピコ秒)の実測を行った。さらに(5)新たに我々が発見したZn-クロロフィルを有する反応中心でも研究を開始した.進歩の著しい紅色細菌での結果との比較から、電子移動タンパク質の構造最適化の機構を新た視点から検討した.
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[Publications] Wakao,N.: "Discovery of natural photosynthesis using Zn-containing bacteriochlorophyll in an aerobic bacterium Acidophilium rublum." Plant and Cell Physiology. 37. 889-893 (1996)
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[Publications] Saeki,K.: "Site-specific mutagenesis of Rhodobacter capsulatus ferredoxinI,FdxN,that functions in nitrogen fixation." J.Biological Chemistry. 271. 31399-31406 (1996)
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[Publications] Dzuba,S.A.: "Electron spin echo of spin-polarizedradicalpairs in the intact and quinone-reconstitutedplant PS I reactin centers." Chemical Physics Letters. 264. 238-244 (1997)
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[Publications] Iwaki,M: "ΔG_O dependence of the electron transfer rate in photosynthetic reaction center of plant photosystem I." J.Phys.Chem.100. 10802-10809 (1996)
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[Publications] Itoh,S.: "Stabilization of P680+ at 77 K in the quinone-reconstitutedphotosystem II reaction center complex." Plant and Cell Physiology. 37. 833-839 (1996)
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[Publications] Baba,K.: "Photoinhibition of photosystem I electron transfer activity in isolated PS I preparations with different chlorophyll contents." Photosynthesis Research. 47. 121-130 (1996)
