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2011 年度 実績報告書

光合成細菌の電荷分離反応に関わる機能分子のエネルギー準位相関解明

研究課題

研究課題/領域番号 21750012
研究機関東京大学

研究代表者

加藤 祐樹  東京大学, 生産技術研究所, 助教 (10376634)

キーワード光合成 / 光化学系 / 分光電化学 / 酸化還元電位 / 光誘起電荷分離 / 光誘起電子移動
研究概要

1好熱性藍色細菌の光化学系IIにおける反応中心蛋白質の違いが酸化還元電位および電子伝達特性に及ぼす影響
好熱性藍色細菌Thermosynechococcu selongatusのゲノムには系II反応中心蛋白質PsbAをコードする遺伝子が3つあり、これらの発現様式は培養条件によることが知られている。通常ではpsbA1が、光ストレスを受けるとpsbA3が発現し、後者のほうが酸素発生活性が1.8倍ほど高いことが報告されている(杉浦ら、2010)。この活性の違いは、PsbAを構成する344アミノ酸残基のうちの21個の違いによるとされるが、それが各種機能分子にどのように影響するかは明らかにされていなかった。そこで、分光電気化学計測を一次電子受容体フェオフィチン(Ph)と二次電子受容体プラストキノンQAに適用したところ、それぞれ17mV、40mVほどPsbA3において高電位側にあることを見出し、Ph・QA間およびPh・P680間の自由エネルギー変化が大きくなっていることを明らかにした(論文投稿中)。
2紅色光合成細菌の反応中心における機能分子の酸化還元電位相関と電子伝達特性
酸素発生型光化学系IIの祖先とされる紅色光合成細菌のうち、Rhodobacter sphaeroidesとRhodopseudomonas palustris、Blastochloris viridisの3種を研究対象とし、分光電気化学計測により電子供与体・受容体の電位相関を明らかにすることを目指した。電子供与体の電位は、それぞれ+495mV、+511mV、+513mVと必ずしも同じではないことを明らかにし、その差異を明確にした(論文取り纏め中)。しかし、電子受容体は、光化学系IIのPhが酸化還元反応を示すような電位領域では反応が観測されず、電位相関は明らかにできなかったが、さらに負の電位領域にあることが示唆された。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Photoelectrochemical Behavior of Photosystem I Complex in the Presence of a Viologen as Mediator at SnO2 Electrode2011

    • 著者名/発表者名
      Yuki Kato, Masahiro Tsujii, Tadashi Watanabe
    • 雑誌名

      Electrochemistry

      巻: 79 ページ: 845-847

    • 査読あり
  • [学会発表] 酸素発生複合体におけるCa2+/Sr2およびCl-/Br-置換が光化学系IIのエナジェティクスに及ぼす影響2012

    • 著者名/発表者名
      山本昌一、芝本匡雄、加藤祐樹、杉浦美羽、Alain Boussac、渡辺正
    • 学会等名
      第53回日本植物整理学会年会
    • 発表場所
      京都産業大学
    • 年月日
      2012-03-16
  • [学会発表] Energetics within photosystem II based on redox potentials revealed by spectroelectrochemistry2011

    • 著者名/発表者名
      加藤祐樹
    • 学会等名
      第49回日本生物物理学会
    • 発表場所
      兵庫県立大学(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-16
  • [学会発表] 紅色光合成細菌反応中心一次電子供与体の分光特性と酸化還元電位2011

    • 著者名/発表者名
      中島聡、加藤祐樹、渡辺正
    • 学会等名
      第19回光合成の色素系と反応中心に関するセミナー
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2011-07-09
  • [学会発表] PsbA1とPsbA3で構成される光化学系II複合体における電子需要分子の酸化化還元電位2011

    • 著者名/発表者名
      山本昌一、芝本匡雄、加藤祐樹、杉浦美羽、渡辺正
    • 学会等名
      第19回光合成の色素系と反応中心に関するセミナー
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2011-07-09
  • [学会発表] Spectroelectrochemical Study on Energetics within Photosystem II Composed of Either PsbA1 or PsbA3 from Thermosynechococcus elongatus2011

    • 著者名/発表者名
      Yuki Kato, Tadao Shibamoto, Akinori Oda, Shoichi Yamamoto, Miwa Sugiura, Tadashi Watanabe
    • 学会等名
      Gordon Research Conferences-2011 Photosynthesis
    • 発表場所
      Davidson College, Davidson, NC, USA
    • 年月日
      2011-06-14

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公開日: 2013-06-26  

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