高等植物・藻類が行っている酸素発生型の光合成では,光化学系II (PSII) 蛋白質が光エネルギーを使って水分子を分解し,1つの酸素分子と4つのプロトンが発生する.この水分解反応の機構を量子化学的計算によって明らかにした.4段階からなる水分解反応において,第一段階で1つのプロトンがPSIIの活性部位(Mn4CaO5錯体) 近くの水分子鎖を通って排出される.第三段階では,別のプロトンが錯体付近に存在するアスパラギン側鎖 (D1-Asp61)を経由して排出される.第四段階から第一段階に戻るときに残りのプロトンが排出される.
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