| 研究概要 |
葉緑体の光合成酵素発生系は光化学系IIと構造的に密接な関係を持ち, 光化学系IIの光化学反応で生じた酸化当量をマンガン原子に蓄積して水の酸化分解を行う. 光化学系IIでの水酸化部位には3種類の表在性蛋白質が存在しマンガン原子の安定化, 塩素イオン, カルシウムイオンの結合等を行い効率のよい反応の進行を可能にしている. 本研究では, この酸素発生に関与する光化学系IIの反応中心結合蛋白質, マンガン原子, 表在性蛋白質を中心にしてそれらのチラコイド膜に於ける存在状態を知る目的で以下に述べる様な研究を行った.
1.表在性蛋白質の性質を調べる為にまずホウレンソウ光化学系II粒子より光化学IIの3種類の表在性蛋白質を効率よく高い収量で精製する方法を種々検討した. その結果, butanol/水二相分配とイオン交換クロマトグラフィーの併用が最も効果的である事が分った. 又, メタノールとMaclで光化学系II粒子を処理する方法を用いて3種類の表在性蛋白質を選択的に膜から遊離させる方法を開発した.
2.光化学系II標品のbutanol/水二相分配で水相に分配される表在性蛋白質及びマンガン原子の量を種々の塩濃度条件下で定量的に検討し, 光化学系IIあたり4原子存在するマンガンのうち2原子は親水的な環境にあること, その内の1原子は表在性の33-KDa蛋白質によって特異的に安定化されていること, 更に, 3つの表在性蛋白質はいずれも膜に対して独立の結合部位をもつことを明らかにした.
3.マンガン欠乏条件下で生育させたクラミドモナスのチラコイド膜で表在性33-KDa蛋白質の量と膜への結合安定性を検討した. その結果, マンガン原子は反応中心結合蛋白質と33-KDa蛋白質の界面にあって機能するが両者の結合には関与しない事が分った.
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