1997 Fiscal Year Annual Research Report
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09214220
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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 | 光合成 / 電子移動 / 反応中心 / 光化学反応 / クロロフィル / キノン / 蛋白質 / 進化 |
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| Research Abstract |
生物と地球の進化における生体光合成反応の役割を、分子機能と、新型生物の探索から検討した。
1.光合成反応の変遷と分子機構の進化。絶対嫌気性の緑色細菌、好気性の紅色光合成細菌、及び植物の酸素発生型光合成の分子機能の精密比較をおこなった。これらの多様で、遺伝子レベルの類似性も低い光合成系が連続した機能関係を持つことがわかった。光合成はことなった細菌の中で2方向に進化し、各々最適化され、さらに新たな細菌(シアノバクテリア)中に2種が共存、協同することで酸素発生型光合成がうまれ(約27億年前)地球環境を変え、呼吸型生物の繁栄をもたらしたと推定された。シアノバクテリア化石の実地調査もおこなった。
2.新型生物の探索。未知の光合成装置をもつ生物の発見。
(1)好気好酸性細菌Acidiphilium(A.) rubrumが、既知のMg型クロロフィルとは異なる、Zn型バクテリオクロロフィルa(正式名称みはZn-バクテリオフェオフィチン)で、高光合成をすることを確認した。原始光合成がZn-ポルフィリンで始まった可能性も検討している。
(2)近赤外光(740nm)下でも酸素発生型光合成ができる生物Acaryochloris marinaの光合成系の検討。従来の植物及びシアノバクテリアは全て680nmの赤色光を利用するクロロフィルaで光合成を行うが、このシアノバクテリア様生物はクロロフィルdでこれを行う。この発見は酸素発生型光合成の起源についてでまったく新しい情報を与えた。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] 伊藤 繁: "地球を変えた光合成" 日本物理学会誌. 53(2). 100-106 (1998)
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[Publications] Itoh,S.et al.: "Accumulation of Fe,Cr and Ni metals inside cells of acidophilic bacterium Acidiphilium rubrum that produced Zn containing bacteriochlorophyll a." Plant and Cell Physiology. (in press.). (1998)
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[Publications] Ohoka,H.et al.: "Viscosity dependence of the electron transfer rate from bound cytochrome c to P840 in the photosynthetic reaction center of a green sulfur bacterium Chlorobium tepidum." Biochemistry. 36. 9267-9272 (1997)
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[Publications] Tomo,T.et al.: "Topology of pigments in the isolated photosystem II reaction center studied by selective extraction." Biochimica Biophysica Acta. 1321. 21-30 (1997)
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[Publications] Dzuba,S.A.et al.: "Electron spin echo of spin-polarized radical pairs in the intact and quinone-reconstituted plant photosystem I reaction centers." Chemical Physics Letters. 264. 238-244 (1997)
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[Publications] Hara,H.et al.: "The distance between P680 and Q_A in Photosystem II determined by ESEEM spectrocscopy." Biochimica Biophysica Acta. 1322. 77-85 (1997)
