光合成反応中心におけるクロロフィルa'の機能サイト確定

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450343
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 渡辺 正 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70092385)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 章一郎 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (40111570)
• Keywords: 光合成 / 反応中心 / 光化学系I / クロロフィル / クロロフィルa' / 色素 / 二次電子受容体 / キノン

Research Abstract

酸素発生型光合成生物の光化学系I反応中心(P700)近傍に1〜2分子存在するクロロフィル(Chl)a'の機能サイト解明を目指し,Chl類およびフィロキノン(二次電子受容体)量のHPLC計測とP700の分光学的定量を併用した実験的アプローチにより,前年度まではおもに高等植物とラン藻についてChl a'/P700=1の化学量論比を確認してきた。
本年度は,ラン藻や緑藻Chlamydomonas reinhardtiiを試料とした計測により上記の量論比を確認したほか,新たに紅藻Porphyridium purpureumおよびCyanidium caldariumの機能色素組成を検討した。その結果,いずれの紅藻でもChl a'/P700=1の量論比を確認した。以上の実験的証拠と,10種類以上に及ぶ酸素発生型光合成生物の系Iコアを構成するペプチド鎖のアミノ酸シーケンスの同等性がきわめて高いという文献的証拠から,Chl a'が普遍的に系Iコアで必須部品として機能し,しかもP700の構成成分であることがほぼ確実になったといえる。
なお,こうした計測化学的アプローチの副産物として,新しい系I二次電子受容体の発見があった。緑藻C. reinhardtiiとChlorella vulgarisに検出した5'-OH誘導体(昨年度)に加え,紅藻C. caldariumの二次電子受容体もPhQではなく,今まで報告されていないメナキノン-4だと判明した。
最終年度となる本年度は,以上の結果を原著論文や総合論文にとりまとめた。

Research Products

• [Publications] Y.Saga, T.Ishikawa, T.Watanabe: "Effect of Metal Ion Exchange on the Photocurrent Response of Bacteriorhodopsin on Tin Oxide Electrodes"Bioelectrochemistry. 57(1). 17-22 (2002)
• [Publications] A.Nakamura, E.Yoshida, T.Taki, T.Watanabe: "Universal Existence of One Chlorophyll a' Molecule in Photosystem I of Oxygenic Photosynthetic Organisms"Journal of Photoscience. 9(2). 367-369 (2002)
• [Publications] M.Akiyama, T.Watanabe 他5名: "Quest for Minor but Key Chlorophyll Molecules in Photosynthetic Reaction Centers : Unusual Pigment Composition in the Reaction Centers of a Chlorophyll d-dominated......."Photosynthesis Research. 74(2). 97-107 (2002)
• [Publications] 渡辺 正, 仲村亮正, 小林正美: "特別仕立てのクロロフィルたち:見えてきた光合成反応中心の素顔"現代化学. No.374(5月). 45-51 (2002)
• [Publications] 渡辺 正 他 (編著): "電気化学測定マニュアル 基礎編・実践編"丸善. 320 (2002)