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光化学系II（PSII）の酸素発生複合体（OEC）の構造は高分解能で解析されている。しかし、 水分解反応の中間体状態に相当する構造は原子分解能では解析されておらず、反応機構への理解は限定的である。研究代表者らはPSIIの微小結晶を用いて、二閃光照射により励起させたPSIIの反応中間体S3状態を調製し、XFELを用いて構造を2.35A分解能で決定した。S1状態との差の電子密度より光励起によって起こる構造変化を確認した。OECの周辺では、これまで基質の候補とされていたオキソ酸素の一つであるO5近辺への新しい水分子O6の挿入が確認されたことからO5とO6がO=O結合を形成する反応機構を提唱した。
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