| 研究領域 | 光合成分子機構の学理解明と時空間制御による革新的光ー物質変換系の創製 |
|---|
| 研究課題/領域番号 |
17H06435
|
|---|
| 研究機関 | 名古屋大学 |
|---|
研究代表者 |
野口 巧 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (60241246)
|
|---|
| 研究分担者 |
杉浦 美羽 愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 准教授 (80312255)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2022-03-31
|
| キーワード | 生物物理 / 光合成 / 赤外分光 / 水分解 / 電子移動 |
|---|
| 研究実績の概要 |
１．光合成水分解機構：（１）フーリエ変換赤外（FTIR）法を用いて、光化学系Ⅱ（PSII）におけるMnクラスターの構築過程を調べた。最初に結合するMn2+の光酸化と、生成したMn3+の緩和過程を追跡し、Mnクラスター構築の低い量子効率は、速いMn3+の緩和と遅いタンパク質コンフォメーション変化の競争によることが示された。（２）水分解反応のおけるプロトン放出および水分子取り込み過程を調べるため、Mnクラスター近傍に存在するD1-N298をAlaに置換した変異体のPSIIについて時間分解赤外分光解析を行った。その結果、S2-S3遷移におけるプロトンおよび水分子の移動がそれぞれ別のチャネルを用いて行われることが示唆された。
２．PSIIの鉄－キノン電子受容体の反応機構：（１）FTIR分光電気化学測定により、非ヘム鉄の酸化還元電位のpH依存性は、His配位子（D1-H215）および近傍カルボキシアミノ酸のプロトン化反応の非ヘム鉄への共役によることが示された。（２）PSIIへの摂動が第一キノン電子受容体QAの酸化還元電位に与える影響を、FTIR分光電気化学測定により調べた。その結果、ルーメン側の表在性タンパク質の結合およびストロマ側の除草剤およびギ酸の結合が電位を変化させることが示され、PSIIにおける電子移動制御の機構が明らかとなった。
３．反応中心クロロフィルの反応機構：PSII反応中心の4分子クロロフィルの軸配位子を置換した好熱性シアノバクテリアの組換え体を作成し、非対称な軸配位子の構造と電荷分離、正電荷移動の関係、さらに副次的電子移動での電子受容について調べた。その結果、ChlD1の構造は励起→電荷分離→正電荷移動に、ChlD2の構造はPD1とPD2の正電荷分布制御および副次的電子移動経路における電子受容の制御に重要であることが明らかになった。
|
| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
