| 研究課題/領域番号 |
14540607
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
植物生理
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
野口 巧 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 助教授 (60241246)
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| 研究分担者 |
池内 昌彦 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (20159601)
杉浦 美羽 大阪市立大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (80312255)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2004年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2003年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2002年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 光合成 / 光化学系II / ラン藻 / 赤外分光法 / 熱発光 / らん藻 |
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| 研究概要 |
好熱性ラン藻Thermosynechococcus elongatusの変異体を作成し、その光化学系II蛋白質の構造・反応を閃光誘起フーリエ変換赤外(FTIR)差スペクトル法によって解析した。その結果、主に以下のような結果を得た。
1.CP43蛋白質にヒスチジンタグを導入することによって得た、極めて酸素発生活性の高い光化学系II蛋白質複合体を用い、その水分解系の構造、及び反応を調べた。まず、水分解反応サイクルの各中間状態遷移(S_1→S_2,S_2→S_3,S_3→S_0,S_0→S_1)における基質水分子の反応過程を、そのOH伸縮振動バンド(3500-3650cm^<-1>)の変化として検出することに初めて成功した。また、その際のアミノ酸側鎖や蛋白質骨格の構造変化を検出し、その赤外バンドを^<13>C、^<15>N同位体置換によって同定した。さらに、反応サイクルのFTIR差スペクトルを様々なpHにおいて測定し、各遷移効率のpH依存性を調べた結果、S_1→S_2遷移以外の3つの遷移で酸性領域における著しい阻害が認められ、これらの遷移でのプロトン放出の可能性が示された。
2.D2蛋白質の160番目のチロシン残基(Y_D)をフェニルアラニンに置換した変異体(D2-Y160F)を作成し、第一電子供与体クロロフィルP680への副次的電子供与体YDの機能を調べた。D2-Y160Fの光化学系II蛋白質について、P680の光酸化によるFTIR差スペクトルを測定したところ、野生株に見られる1751cm^<-1>のカルボメトキシC=O基のバンドが低波数シフトしていることが観測された。このことから、Y_DはP680と水素結合ネットワークを介して相互作用しており、この相互作用を通じて、Y_Dの酸化状態がP680の酸化還元電位を制御していることが示唆された。
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