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光合成反応中心タンパク質複合体内電子伝達機構の解明、及び光合成の起源の探索

研究課題

研究課題/領域番号 09J08983
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生物物理・化学物理
研究機関名古屋大学

研究代表者

近藤 徹  名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2009年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード光合成 / 電子移動 / 電子スピン共鳴 / ヘリオバクテリア / 光合成反応中心
研究概要

我々はヘリオバクテリアのRC(以下HbRC)を用いて時間分解電子スピン共鳴(TR-ESR)測定を行い、光誘起された還元型キノン分子(A_1^-)と酸化型電子供与体クロロフィル2量体P800(P+)のラジカル対(P^+A_1^-)由来のスピン分極(ESP)信号の検出に成功した。その信号形は他のRCのP^+A_1^-信号の形とは大きく異なっていた。ESP信号は、ラジカル間の距離、分子配向、電子移動速度、などを反映するので、スペクトルのシミュレーションから各パラメータを推定した。さらに詳細な構造情報を得るために配向膜標品で、外部磁場と膜面との角度を変化させながらP^+A_1^-信号を検出し角度依存性を解析した。PSIRCの結晶構造と電子担体間の相対配置を比較対照としてこの信号を検討した。この結果A_1の分子配向がPSIRCと異なることが推定された。アミノ酸配列の比較から、HbRCはPSIRCよりもAl結合サイトが親水的でありキノン分子が弱く結合していると推測される。P^+A_1^-ラジカル対の電荷再結合速度の温度依存性もPSIRCと異なっており、A_1を介した電子移動反応がPSIRCと異なると考えられる。
PSIRCではキノン分子A_1に続いて4Fe4SクラスターF_x、F_A、F_Bが電子受容体として機能している。HbRCでも過去に4Fe4SクラスターのESR信号が報告され性質の理解が進められているが、その同定もできていない。我々はヘリオバクテリアの配向膜標品を用いて4Fe4Sクラスターの膜内配向を調べ、PSIRC内4Fe4Sクラスターの結果と比較した。F_Bと帰属されていた4Fe4Sクラスターの配向はPSIRC-F_Aに近かった。酸化還元特性もPSIRC-F_Aに似ており、F_A結合サイトのクラスターである可能性が高い。また光誘起されるS=1/2型ESR信号の配向がPSIRC-Fxの配向と近く、F_xに帰属された。
現在これらの結果を論文2編にまとめ投稿準備中である。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] EPR study of 1Asp-3Cys ligated 4Fe-4S iron-sulfur cluster in NB-protein (BchN-BchB) of a dark-operative protochlorophyllide reductase complex2011

    • 著者名/発表者名
      Kondo, T., Nomata, J., Fujita, Y., Itoh, S.
    • 雑誌名

      FEBS letters

      巻: 585 ページ: 214-218

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature dependence of relaxation time of a stable radical pair in SyPixD investigated by pulsed EPR2011

    • 著者名/発表者名
      Kondo, T., Masuda, S., Tsutsui, K., Mino, H.
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 501 ページ: 528-533

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interaction and Inhibitory Effect of Ammonium Cation in the Oxygen Evolving Center of Photosytem II2011

    • 著者名/発表者名
      Tsuno, M., Suzuki, H., Kondo. T., Mino, H., Noguchi, T.
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 50 ページ: 2506-2514

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reaction of A,-menaquinone in type I reaction center of Heliobacterium modesticaldum at cryogenic temperature

    • 著者名/発表者名
      Kondo, T., Matsuoka, M., Azai, C., Mino, H., Oh-oka, H., Itoh, S.
    • 雑誌名

      Photosynthesis Energy from the Sun

      巻: (印刷中 未定)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] A heterogeneous tag-attachment to the homodimeric type I photosynthetic reaction center core protein in the green sulfur bacterium Chlorobaculum tepidum

    • 著者名/発表者名
      Azai, C., Kim, K., Kondo, T., Harada, J., Itoh, S., Oh-oka, H.
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta

      巻: (印刷中 未定)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] His タグ付加によるホモダイマー型光合成反応中心のアフィニティ精製と部位特異的変異導入への試み2010

    • 著者名/発表者名
      浅井智広、Kwang Kim、近藤徹、原田二朗、伊藤繁、大岡宏造
    • 学会等名
      第16回日本光生物学協会年会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Reaction of A_1-menaquinone in type I reaction center of Heliobacterium modesticaldum at cryogenic temperature2010

    • 著者名/発表者名
      Kondo. T., Matsuoka, M., Azai, C., Mino, H., Oh-oka, H., Itoh, S.
    • 学会等名
      The 15th international congress of photosynthesis (PS2010)
    • 発表場所
      Beijng, China
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] The His-tagged reaction center complex of the green sulfur bacterium Chlorobaculum tepidum2010

    • 著者名/発表者名
      Azai, C., Kondo, T., Kim, K., Harada, J., Itoh, S., Oh-oka, H.
    • 学会等名
      The 15th international congress of photosynthesis (PS2010)
    • 発表場所
      Beijng, China
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ESEEM studies of the doublet signal with spin S = 1 in the blue light sensor BLUF protein SyPixD2010

    • 著者名/発表者名
      Kondo, T., Masuda, S., Mino, H.
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Studies on the position and the electronic structure of TP680 and P680+ in PSII2010

    • 著者名/発表者名
      Ito, N., Takasu, M., Kondo, T., Mino, H.
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Time-resolved EPR study on primary charge-recombination dynamics in the plant photosystem II reaction center2010

    • 著者名/発表者名
      Katagiri, S., Kondo, T., Mino, H., Kobori, Y.
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 青色光受容タンパク質SyPixDで生成するラジカル対由来doublet信号のESEEM解析2010

    • 著者名/発表者名
      近藤徹、増田真二、三野広幸
    • 学会等名
      第49回電子スピンサイエンス学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 光化学系II 反応中心のP680+の電子構造の研究2010

    • 著者名/発表者名
      伊藤直樹、近藤徹、浅田侑希、三野広幸
    • 学会等名
      第49回電子スピンサイエンス学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 光合成光化学系II 反応中心の初期電荷再結合ダイナミクスと電子スピン緩和機構2010

    • 著者名/発表者名
      片桐秀輔、小堀康博、近藤徹、三野広幸
    • 学会等名
      第49回電子スピンサイエンス学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] PELDOR法による青色光受容タンパク質SyPizD重合体のタンパク間相互作用の解析2009

    • 著者名/発表者名
      近藤徹・筒井和彦・増田信二・三野博之
    • 学会等名
      第48回電子スピンサイエンス学会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫)
    • 年月日
      2009-11-12
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] PELDOR analysis of the protein-protein interaction in the blue light sensor BLUF protein SyPixD2009

    • 著者名/発表者名
      Toru Kondo, Kazuhiko Tsutsui, Shinji Masuda, Hiroyuki Mino
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会
    • 発表場所
      徳島文理大学(徳島)
    • 年月日
      2009-11-01
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Spectroscopic characterization of the His-tagged homodimeric photosynthetic reaction center2009

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Azai, Toru Kondo, Jiro Harada, Shigeru Itoh, Hirozo Oh-oka
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会
    • 発表場所
      徳島文理大学(徳島)
    • 年月日
      2009-11-01
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] PELDOR法による青色光センサータンパタ質SyPizD重合体のタンパク間相互作用の解析2009

    • 著者名/発表者名
      近藤徹・筒井和彦・増田信二・三野博之
    • 学会等名
      第三回分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知)
    • 年月日
      2009-09-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2024-03-26  

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