2014 Fiscal Year Research-status Report
構造に基づく理論的手法による光合成蛋白質におけるプロトン移動機構の解明
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26800224
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教 (20514516)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 光合成 / 水分解 / プロトン移動 / 水素結合 / 光化学系II / 蛋白質 / 酸素発生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，蛋白質内で起こるプロトン移動の機構を蛋白質構造に基づく理論計算によって解明するための手法を具体的に示し，実践することである．対象とする蛋白質として光合成光化学系II(PSII) を扱う．PSII は光エネルギーによる水分解反応を触媒する蛋白質であり，反応に伴って活性部位から水由来のプロトンが放出され蛋白質外部へと運ばれる．このプロトン移動を調べる．プロトンが，反応におけるどのタイミングで，どこからどこへ，どのような時間スケールで移動するのかを明らかにする．同時に，その機能を実現するために蛋白質環境のどの部分がどのように重要なのかを特定する．
初年度である平成２６年度は次のことを行った．蛋白質におけるプロトン移動の特徴は，蛋白質内にがっちりと組まれた水素結合の中で起こることにある．PSIIにおける水分解触媒サイトの近くには複数の水分子が一直線上に連なった形をしている部分が存在する．この水分子の鎖は水分解で生じたプロトンが排出される経路である可能性がある．このような水分子の連なりが実際にプロトン経路かどうかを理論的に明らかにする計算方法を確立した：隣り合った水分子が持つ水素結合のすべてについてポテンシャル計算しそれを重ね合わせることで，プロトンが移動可能かどうかを判断することが出来ることが分かった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究代表者に異動があり研究場所が大阪大学から東京大学へと変更になった．それに伴い，研究室と計算機の移動と再セットアップに大きな手間がかかり，研究時間が予定より少なくなってしまったため．
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| Strategy for Future Research Activity |
異動先の東京大学における研究環境は整ったので，今後は計画に基づいて研究を着実に進める．本年度の研究で水分子の鎖が実際にプロトン経路かどうかを理論手的に明らかにする計算方法を確立したので，今後はそれを水分解触媒サイトの近くの水に適用し，プロトン移動の経路かどうかを判別する．
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| Causes of Carryover |
研究代表者に異動があり研究場所が大阪大学から東京大学へと変更になった．それに伴い，研究室と計算機の移動と再セットアップに大きな手間がかかり，研究時間が予定より少なくなった結果，研究の進捗がやや遅れているため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度は研究の進捗の遅れを取り戻し，研究を加速させる計画である．これによりもともと次年度に必要分として計上していた予算と共に本年度使用予定だった予算を使用する予定である．
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Research Products
(6 results)
