2011 Fiscal Year Annual Research Report
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22550146
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
渡辺 正 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70092385)
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| Keywords | 光合成 / 光化学系 / 光エネルギー変換 / レドックス電位 / 酸素発生 |
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| Research Abstract |
本研究では、光合成機能のうちでブラックボックスにとどまる水分解(酸素発生)の分子メカニズムにつき、重要機能分子である一次電子受容体フェオフィチン(Ph)とプラストキノンQAの酸化還元電位を実測し、電位相関を解明することで、酸化力の源とされるP680の酸化還元電位の実態に迫り、水分解系の物理化学的特性を明らかにすることを目的としている。
本年度は、Thermosynechococcus elongatusのゲノムには系II反応中心タンパクPsbAをコードする遺伝子が3つあり、これらの発現様式は培養条件によることに着目し、研究を展開した。T.elongatusは通常ではpsbA1が、光ストレスを受けるとpsbA3が発現し、後者のほうが酸素発生活性が1.8倍ほど高いことが報告されている(杉浦ら、2010)。この活性の違いは、PsbAを構成する344アミノ酸残基のうちの21個の違いによるとされるが、それが各種機能分子にどのように影響するかは明らかにされていなかった。そこで、分光電気化学計測を一次電子受容体フェオフィチン(Ph)と二次電子受容体プラストキノンQAに適用したところ、それぞれ17mV、40mVほどPsbA3において高電位側にあることを見出し、Ph・QA間およびPh・P680間の自由エネルギー変化が大きくなっていることが明らかになり、P680の電位が変動していることが示唆される(論文投稿中)。さらに、熱発光分析により検討すると、QAから電子を受容する第二キノンQBの電位も異なり、酸素発生活性および電荷分離の量子収率に大きく影響していることが示された。現在解析を進め、論文の取りまとめを行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
実験自体は順調に進展してきたものの、一部の補完的データの取得を共同研究で行うことになり、取りまとめなどに時間を要することになり、論文投稿などが遅れているため
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで申請者が開発してきた分光電気化学的手法により機能分子の酸化還元電位を実測し、研究を展開してきたが、電位の変動および自由エネルギー変化の解釈についてフランス・CNRS生物科学研究所およびパリ大学と連携して進めることにより、より詳細な解析を行い、酸素発生の源であるP680の電位推測をより確かなものにしていく。
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