| 研究課題/領域番号 |
17H03645
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
構造生物化学
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| 研究機関 | 大阪市立大学 |
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研究代表者 |
神谷 信夫 大阪市立大学, 複合先端研究機構, 名誉教授 (60152865)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2017年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
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| キーワード | 光化学系II / 光合成 / 水分解酸素発生 / 金属クラスター / 混合原子価状態 / SPring-8 / 金剛原子価 / タンパク質 / X線結晶構造解析 / 蛋白質 / 混合原子価 / 水分解 / 酸素発生 |
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| 研究成果の概要 |
光合成の初発過程を担う光化学II（PSII）は、その酸素発生錯合体（Mn4Caクラスター）で水を分解して酸素を発生させている。本研究では、Mn原子の異常分散効果を利用した結晶構造解析を行い、Mn4Caクラスターに含まれるMn1からMn4までのMn原子の価数分布を決定した。その結果、PSIIの結晶の非対称単位には、Mn1の価数がIII価とII価と異なる２種類のMn4Caクラスターが共存していることが判明した。KokサイクルモデルのS1状態とS0状態に対応した価数分布をもとに、水分解・酸素発生反応の全体にわたる酸化還元電位の変化を推定してPSIIの新しい反応機構を提案した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
光合成は、二酸化炭素と水から、地球上のほとんど全ての生物が生きるための糧となる炭水化物と酸素を提供している。光化学II（PSII）は、光合成の初発過程を担い、また光合成反応の半分にあたる水分解・酸素発生反応を触媒している酵素である。その反応機構の解明には、光合成の本質に迫る学術的な意義と共に、現在の我々にとって喫緊の課題となっている環境問題や将来の食料問題を解決するための基礎知識となる点で大きな社会的な意義も持っている。
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