研究課題
基盤研究(C)
植物、藻類、シアノバクテリアのチラコイド膜内に存在する光化学系II膜タンパク質（PSII）は、水を分解し酸素を発生する光反応酵素タンパク質である。本研究は、光合成水分解反応の各素反応に関与するアミノ酸の部位特異的変異体を作成し、変異体から精製したPSIIを用いて赤外分光測定による詳細な反応機構の解明を目指す。PSIIの重要なサブユニットであるD1およびD2上のアミノ酸を変異対象とした。D1-Val157, D1-Ser169, D1-Asp170, D1-Asn298, D2-Val156が水分解反応および電子伝達反応において重要な役割を担うことが明らかとなった。
本研究が完遂されることにより、水分解反応におけるアミノ酸配位子のマンガンクラスターへの寄与およびプロトン放出機構が明らかとなる。これは光に弱いPSIIを強化することによる光合成能増強に向けた基盤研究となり、将来的にはイネやトウモロコシなどの有用作物の生産量向上のための応用研究に繋がると考えられるため、その意義は大きい。また、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する人工光合成デバイス、特に光を利用した水分解システムや効率的な水素発生システムの原理構築に繋がり、人工光合成分野の発展も期待できる。
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すべて 雑誌論文 (19件) (うち国際共著 2件、 査読あり 19件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件)
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