2021 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of photosynthetic electron transfer mechanism by ultra-high resolution x-ray structural analysis.
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19K06524
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
田中 秀明 大阪大学, 蛋白質研究所, 准教授 (40346169)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | フェレドキシン / 光合成電子伝達 / Ｘ線結晶構造解析 / 中性子結晶構造解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光合成電子伝達系において、PS1およびPS2で光励起された電子は、最終的に[2Fe-2S]クラスターを酸化還元中心にもつ電子伝達蛋白質フェレドキシン（Fd）へと伝えられる。電子を受け取った Fd は種々の Fd 依存レドックス代謝酵素と結合して電子伝達を行う。Fdから最も電子を受け取る酵素はフェレドキシン-NADP+オキシドレダクターゼ（FNR）であり、本研究ではFdとFNRをターゲットとして、電子伝達機構の解明を目指して両者の酸化還元状態に留意した超高分解能Ｘ線結晶構造解析と中性子結晶構造解析に取り組んだ。FdおよびFNRの酸化型結晶については、Ｘ線照射量が0.1MGyになるように複数の結晶を用いてデータ収集を行うことで放射線損傷による還元を出来る限りなくした高分解能回折強度データを収集することに成功した。Fdについては還元型の高分解能回折強度データも収集することに成功し、現在は両状態でのFdの構造比較から微細な構造変化を明らかにすることができた。FNRについても酸化型FNRについて放射線損傷を出来る限りなくした高分解能回折強度データを収集しており、今後、還元型の高分解能回折強度データを収集して同様の構造比較を行う予定である。また、中性子結晶構造解析の実験では、FNRで大きな進展があった。酸化型FNRAについては、J-PARCで中性子回折強度データを収集し、現在構造解析を進めている。今後は還元型FNRの中性子回折強度データも収集し、両者の構造比較を行う予定である。
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