2019 Fiscal Year Research-status Report
光化学系IIにおける塩素イオンの構造化学的な機能解明
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18K06158
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
梅名 泰史 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特別契約職員(准教授) (10468267)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 蛋白質結晶構造解析 / 水分解反応の阻害因子 / 光合成蛋白質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光合成の水分解・酸素発生を担う光化学系II（PSII）蛋白質の活性に必須の塩素イオンの構造化学的な役割を明らかにするため、本研究では分子陰イオンに置換したPSIIの結晶構造解析を行い、置換による活性と構造の変化の相関の解析を行った。
これまでの研究の結果、分子陰イオンのアジ化物イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン及び酢酸イオンに、既存の塩素イオンを置換したPSII結晶化に成功した。それぞれの置換により活性が低下しており、置換による阻害作用を確認した。結晶構造解析の結果、それぞれ約２オングストローム分解能で解析することに成功した。それぞれの結晶構造から、分子イオンの存在を確認し、それぞれの分子陰イオンへの置換によるPSIIの構造変化を明らかにすることができた。その結果、塩素イオンと水素結合を撮っていたリジン残基が、分子陰イオンへの置換により大きく構造変化することで周辺の電荷配置が変わり、水分解の産物である水素イオンの排出が阻害されることが活性低下の要因であることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
４種類の分子陰イオンへ塩素イオンを置換することに成功し、それぞれの結晶構造を２オングストローム分解能で解析することができた。その構造から、活性低下の構造変化を見出すことに成功し、本来持っている塩素イオンの役割を明らかにすることができた。当初の研究目的をほぼ達成することができ、論文執筆の段階に入っているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
４つの分子陰イオンを複数の濃度で置換した結晶構造を得たため、濃度依存の構造と活性の変化について検討を行う。また、得られた結晶構造の解析を精密に行い、論文執筆のための準備を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
前年度の実験で使用予定の予算であったが、実験の進捗によって使用する試薬等の修正を行ったため、予算に差額が生じて次年度に繰り越すことになった。
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