海洋真正細菌から発見された光駆動プロトンポンプであるプロテオロドプシン(PR)のアルカリ性条件下で起こるプロトン輸送方向の逆転の分子機構を明らかにすることが本研究の目的である。アルカリ性条件下でのフォトサイクルとその過程で起こるプロトン移動の解析から、アルカリ性では中性の条件下で見られるフォトサイクルに加え、M様の中間体(Ma)を経由するパラレルなフォトサイクルが出現し、このとき中性とは逆の順番・向きでプロトン移動が起こることが明らかになった。また、ヒドロキシルアミンによるブリーチ実験からPRの細胞質側の膜貫通領域が暗状態のときからすでに親水的な環境になってることを示唆する結果を得た。
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