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パルスEPR法による光合成電子伝達鎖の3次元配置の研究

研究課題

研究課題/領域番号 13640412
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物理学一般
研究機関関西学院大学

研究代表者

河盛 阿佐子  関西学院大学, 理工学部, 教授 (40079661)

研究分担者 原 英之  ブルカー, バイオスピンKK, 研究員
研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2002年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2001年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
キーワード光化学系II / 電子2重共鳴 / 距離ベクトル / 3スピン系 / 双極子相互作用 / クロロフィル / キノン / チロシン / 光合成 / 電子伝達 / 3スピン系ELDOR / マンガン / 銅 / P680
研究概要

a)電子伝達体の空間配置を求めるための3スピン系ELDOR
本研究では最初これまで距離がわかっていたチロシンZ(Y_Z)とY_D、Q_AとY_D間に加えQ_AとY_Zの距離を導くため3スピン系のパルスELDORを試みた。3スピン系が必ず等しく凍結できるわけではないので、実際のスペクトルは3スピン系に2スピンが混じったものとなり適当な混合比を仮定してsimulationを行い、34Åを導くことができた。この値を確かめるため、いつも安定に存在するY_Dラジカルのない緑藻クラミドモナスの変異種についてQ_A-Y_A対のELDORをも行った。更に電子伝達体全体の3次元配置を求める方法を編み出した。
b)電子伝達体の機能するサイトを決める。
正常な電子伝達が阻害されるとY_Zとは別にクロロフィルがP680^+への供与体となることが知られChl_Zと名づけられていた。この電子供与体が対称なD1とD2の蛋白のいずれに属するかは、遺伝子交換や分光法など試みられてきたが、決定的な結果は得られていなかった。ELDORではY_D-Chl_Zの距離が29.5Åと求められていた。更にY_D-Chlz-Q_Aの3スピン系とY_D-less変異体でのY_Z-Chl_ZなどELDORを試みた結果D2-蛋白に属することが決定された。
c)水分解マンガン酵素の酸化とスピン配置。
水分解系の4個のマンガシクラスターでS_0(最も還元されている)とS_2(2回酸化)酸化状態ではELDORではY_Dからの距離の異なることを示しているが、単純な点磁気双極子の相互作用を仮定するとスピンの重心がS_0からS_2に酸化されると7ÅもY_Dに近づくことになる。現在Bittlと共同でスピン射影を4個のマンガンに割り振りしてsimulationを行っている。

報告書

(3件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (22件)

  • [文献書誌] S.Arno, S.Yamada, A.Kawamori, J.R Shcn, N.lonnidis, V.Peirouleas: "EPR studies of manganese spin centers in the even number oxidation states of water oxidizing complex of pliotosystem II"EPR_in_the_21^<st> Century : Basics and Applications to Matereial Life and Earth Sciences (Elsevier) edited A.Kawamori et al.. 466-470 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hara, A.Kawamori, N.Katsuta: "The structural analysis of photosystem II by PELDOR of three spin system"EPR in the 21^<st> Century : Basics and Applications to Matereial Life and Earth Sciences (Elsevier) edited A.Kawamori et al.. 679-683 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.A.Dzuba, A.Kawamori, N.Katsuta, H.Hara, H.Mino, S.Itoh: "Spin relaxation of a spin correlated radical pair P700^+A_1^-in the PSI photosynthetic reaction center"Chem.Phys.Letters. 362. 307-313 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Kawamori, N.Katsuta, H Mino, A.Ishii, I.Minagawa, T-A Ono: "Posiotions of Q_A and Chl_Z Relative to Tyrosine Y_Z and Y_Z in Photosystem II Studied by Pulsed EPR"J.Biol.Phys.. 28. 413-426 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Kawamori, N.Katscta, H.Hara: "Structural Analysis of Three-Spin System of Photosystem II by PELDOR"Appl.Magn.Reson.. 23. 557-569 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Asako Kawamori, Jun Yamauchi, Hitoshi Ohta, edited: "EPR in the 21^<st> Century : Basics and Application to Material, Life, and Earth Sciences"Elsevier Science B.V. The Netherlands. 855 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Arao, S. Yamada, A. Kawamori, J-R Shen N. Ionnidis and V. Petrouleas: "EPR studies of manganese spin centers in the even number oxidation states of water oxidizing complex of photosystem II"EPR in the 21th Century : Basics and Applications to Material, Life and Earth Sciences (Elsevier) edited A. Kawamori et al.. 466-470 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Kawamori and N. Katsuta: "The structural analysis of photosystem II by PELDOR of three spin system"EPR in the 21th Century : Basics and Applications to Material, Life and Earth Sciences (Elsevier) edited A. Kawamori et al.. 679-683 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. A. Dzuba et al.: "Spin relaxation of a spin correlated radical pair P700^+A_1^- in the PSI photosynthetic reaction center"Chem. Phys. Letters. 362. 307-313 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Kawamori et al.: "Positions of Q_A and Chl_Z Relative to Tyrosine Y_Z and Y_D in Photosystem II Studied by Pulsed EPR"J. Biological Phys.. 28. 413-426 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Kawamori et al.: "Structural Analysis of Three-Spin System of Photosystem II by PELDOR"Appl. Magn. Reson.. 23. 557-569 (2003)

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    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Asako Kawamori edited: "EPR in the 21st Century : Basics and Application to Material, Life, and Earth Sciences"Elsevier Science B.V.. (2002)

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    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hara, A.Kawamori, N.Katsuta: "The structure analysis of photosystem II by PELDOR of three spin system"EPR in the 21^<st> Century. 679-683 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Kawamori, N.Katsuta, H.Mino, A.Ishii, J.Minagawa, T-A.Ono: "Positions of QA and Oils Relative to Tyrosine YZ and YD in Photosystem II studied by Pulsed EPR"J. Biol. Phys. 28. 413-426 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Kawamori, N.Katsuta, H.Hara: "The Structural Analysis of Photosystem II by PELDOR of Three Spin Systems"Applied. Magn. Reson. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.A.Dzuha, A.Kawamori, N.Katsuta, H.Hara.H.Mino, S.Itoh: "Spin relaxation of a spin correlated radical pair P700^+A_1^-in the PSI photosynthetic reaction center"Chem. Phys. Letters. 362. 307-313 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Arao, S.Yamada, A.Kawamori, J-R Shen, N.Ionnidis, V.Petrouleis: "EPR studies of manganese spin centers in the even number oxidation states of water oxidizing complex of photosystem II"EPR in the 21^<st> Century. 466-470 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kim, T.Okajima, S.Kishishita, M.Yoshimura.....: "X-ray snapshots quinone cofactor biogenesis in bacterial copper amine oxidase"Nature Struc. Biol. 9. 591-596 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Kawamori, J.Yamauchi, H.Ohta: "EPR in the 21^<st> Century"Elsevier Science B.V. The Netherlands. 830 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroyuki Mino, Asako Kawamori: "ESR studies of the water exidizing complex in the S, and higher Solates : manganese cluster and Yz radicals"Biochimica Biophysica Acta. 1503. 112-122 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kindo, S.Ookita, Y.Sasaki, T.Matsukawa, A.Kawamori, K.Akatuta: "Magnetic Succeptibility : lity of the Non-Heme Iron in phtotosystemII"J. Physical Society of Japan. 70. 1495-1497 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] A.Kawamori, N.Katsuta, H.Mino, A.Ishii, J Minagawa, FA.Ono: "Positions of QA and Chlz Relative to Tyrusine Yz and YD in PhotosystemII studied by pulsed EPR"J.Bidogical Physics. (in press). 1-14 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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