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本研究では、電子伝達タンパク質の分子認識様式及び構造-機能相関を明らかにするため、次の研究を行った。
プラストシアニン(PC)は緑色植物などの葉緑体中に存在し、光合成反応系において電子を伝達する可溶性銅タンパク質である。PCはシトクロムb_6/f複合体のシトクロムf(cyt f)から電子を受け取り、光化学I反応中心のP700(クロロフィルα二量本)に電子を供与する。本研究では、cyt fの正電荷が集まった部位及びP700の疎水的部位のモデルとしてそれぞれリシンペプチド及びtri-Tyrを用い、これらのペプチドがPCと[Fe(CN)_6]^<4->及び[Fe(CN)_6]^<3->との電子移動反応に及ぼす影響を調べた。
[Fe(CN)_6]^<4->から酸化型PCへの電子移動反応はリシンペプチド存在下で速くなり、還元型PCから[Fe(CN)_6]^<3->への電子移動反応はtri-Tyr存在下で速くなった。リシンペプチドによる電子移動速度の促進効果は、正電荷を有するリシンペプチドがPCの負電荷が集まった部位(negative patch)と静電的に相互作用することによりPCのnegative patchの負電荷が減少し、PCと[Fe(CN)_6]^<4->との相互作用が容易になったためと解釈した。一方、バッファー濃度が高い時、tri-Tyrを共存させても還元型PCから[Fe(CN)_6]^<3->への電子移動反応速度定数は変化しなかった。この結果より、tri-TyrとPCあるいは[Fe(CN)_6]^<3->との間にも静電相互作用が働くことが示唆され、tri-Tyr存在下では、tri-TyrのN末端のカチオンと[Fe(CN)_6]^<3->、tri-Tyrの疎水的部位とPCの疎水的部位とがそれぞれ相互作用して、PCから[Fe(CN)_6]^<3->へ電子移動が起こることが判明した。
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