光化学系I反応中心におけるクロロフィルa′の機能サイト確定

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12450343
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 渡辺 正 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70092385)
• 研究分担者: 吉田 章一郎 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (40111570)
• キーワード: 光合成 / 反応中心 / 光化学系I / クロロフィル / クロロフィルa′ / 色素

研究概要

光合成器官で機能するクロロフィル類、カロテノイドおよびキサントフィル類、主要なキノン類のすべてを約1時間内に溶出でき、高感度に検出できる高速液体クロマトグラフィー(HPLC)条件を始めて確立した。これを用い、まずホウレンソウを試料に用いてチラコイド膜および段階的にアンテナ色素-タンパク質複合体を除去した光化学系I標品(クロロフィルa/P700のモル比100〜40)について、光酸化還元法で定量されるP700量ならびにHPLCで定量されるフィロキノン量と、クロロフィルa′量との相関を求めたところ、すべての分画試料で、クロロフィルa′は反応中心P700あたり1分子だけ存在することが明らかとなった。
次に、好熱性ラン藻Synechocystis elongatusを試料としてチラコイド膜、光化学系I分画標品を調製し、同様にP700およびフィロキノンとクロロフィルa′とのモル比を計測したところ、やはりクロロフィルa′/P700比は1であった(論文執筆中)。以上より、高等植物でもラン藻でも光化学系I反応中心の近傍に1分子のクロロフィルa′が機能しているものと推定でき、今後の検討でさらに機能サイトを解明していく。
関連して、緑色硫黄細菌の反応中心近傍に約2分子のバクテリオクロロフィルa′を検出し、また酸素発生型光合成器官を持つ海産の原核藻類Acaryochloris marinaについては反応中心あたり2分子のクロロフィルd′を検出した。以上は、Cl3^2位の立体化学が反応中心構成に重要な役割を演じることを示している。

研究成果

• [文献書誌] H.Furukawa: "Effect of Cl3^2-Stereochemistry on the Molecular Properties of Chlorophylls"Bull.Chem.Soc.Jpn.. 73・6. 1341-1351 (2000)
• [文献書誌] M.Kobayashi: "The Primary Electron Acceptor of Green Sulfur Bacteria, Bacterio-chlorophyll 663, is Chlorophyll a Esterified with Δ2,6-Phytadienol"Photosynth.Res.. 63・3. 269-280 (2000)
• [文献書誌] H.Furukawa: "Adsorption of Zinc-metallated Chlorophyllous Pigments on FSM-type Mesoporous Silica"Chem.Lett.. 2000・11. 1256-1257 (2000)
• [文献書誌] M.Akiyama: "Detection of Chlorophyll d' in a Chlorophyll d-dominating Oxygenic Photosynthetic Procaryote Acaryochloris marina"Anal.Sci.. 17・1. 205-208 (2001)
• [文献書誌] A.Nakamura: "Separation and Determination of Minor Photosynthetic Pigments by Reversed-Phase HPLC with Minimal Alteration of Chlorophylls"Anal.Sci.. 17・4(印刷中). (2001)
• [文献書誌] A.Nakamura: "Normal-Phase HPLC Separation of Possible Biosynthetic Intermediates of Pheophytin a and Chlorophyll a'"Anal.Sci.. 17・4(印刷中). (2001)
• [文献書誌] 渡辺正: "電気化学"丸善(印刷中). 200 (2001)