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1989 年度 研究成果報告書概要

光合成初期電子移動反応の研究-とくにFe、Ca、Mnの役割

研究課題

研究課題/領域番号 63440002
研究種目

一般研究(A)

配分区分補助金
研究分野 植物生理学
研究機関東京大学

研究代表者

加藤 栄  東京大学, 理学部, 教授 (50011515)

研究分担者 佐藤 和彦  東京大学, 理学部, 助手 (00090522)
研究期間 (年度) 1988 – 1989
キーワード光合成 / 光化学系II / 酸素発生 / カルシウム / 表在性23KDa蛋白質 / NaCl処理 / 系I反応中心 / 鉄
研究概要

1.酸素発生反応に関与するカルシウム(Ca)の数と役割について多くの新しい成果が得られた。(1)酸素発生膜標品には系II反応中心当り2原子のCaが結合している。しかしCa1原子しか持たないが高い酸素発生の活性を示す2種類の標品が得られた。これは2原子のCaの結合の強さに差があり、強く結合したCaのみが反応に不可欠であることを示す。(2)酸素発生標品を1〜2MのNaClで処理すると、活性は低下しCa添加で回復する。しかし従来考えられていたような結合Caの溶出は認められなかった。(3)これに対しpH3.0処理は2原子のCaのうち1原子を抽出する。しかしCa1原子のみを結合した標品では、Caは全く抽出されないにもかゝわらず、酸素発生は失活し、Ca添加で回復した。したがって酸処理による失活もCaの溶出と無関係である。(4)酸およびNaClで処理した標品のCaによる酸素発生活性の回復は同様な機構で起きる。酸処理標品の方が高濃度のCaを必要とするのは、表在性の23KDa蛋白質が結合しているためで、この蛋白質はCaに対する親和性を低下させる。以上の結果は、従来のCa効果に対する定説を全面的に否定し、NaClおよび酸処理による失活はCaの溶出ではなく、酸素発生複合体のコンフォメ-ション変化によることを示す。
2.架橋実験により、表在性33KDa蛋白質は、アルカリ処理によるMnの溶出を抑える働きがあることが示された。
3.好熱性ラン色細菌の系II反応中心標品の鉄含量の定量を行い、チトクロ-ムb559および受容体側の鉄以外にも1原子の鉄が系II反応中心に結合していることが見出された。
3.系I反応中心複合体の8種の小型サブユニットはいずれもP700とチトクロ-ムc553の反応に関与していない。しかし少くとも3種のサブユニットはフェレドキシンの還元に関与している。

  • 研究成果

    (10件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (10件)

  • [文献書誌] Shen,J.-R.,Satoh,K.and Katoh,S.: "Ca content of oxygen-evolving Photosystem II preparations from higher plants. Effects of NaCl treatment." Biochimica et Biophysica Acta. 933. 358-364 (1988)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Shen,J.-R.,Satoh,K.and Katoh,S.: "Isolation of anoxygen-evolving Photosystem II preparation containing only one tightly bound calcium atom from a chlorophyll b-deficient mutant of rice" Biochimica et Biophysica Acta. 936. 386-394 (1988)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Enami,I.,Miyaoka,T.,Mochizuki,Y.,Shen,J.-R.Satoh,K.and Katoh,S.: "Nearest neighbor relationship among constituent proteins of oxygen evolving Photosystem II membranes: Binding and function of the extrinsic 33 kDa protein." Biochimica et Biophysica Acta. 977. 33-39 (1989)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Ikegami,I. and Katoh,S.: "Preparation and characterization of P-700-enriched photosystem I complexes from the thermophilic cyanoabcterium Synechococcus elongatus" Plant Cell Physiology. 30. 175-182 (1989)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Shen,J.-R.,and Katoh,S.: "Inactivation and calcium-dependent reactivation of oxygen evolution in photosystem II preparations treated at pH 3.0 or with high concentrations of NaCl" Biochimica et Biophysica Acta(in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Motoki,A.,Satoh,K.and Katoh,S.: "Iron contents of purified Photosystem II preparations from Synechococcus elongatus" FEBS Letters(in preparation).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Shen, J.-R., Satoh, K. and Katoh, S.: "Ca content of oxygen evolving Photosystem II preparations from higher plants. Effects of NaCl treatment." Biochim. Biophys. Acta. 933. 358-364 (1988)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Shen, J.-R., Satoh, K. and Katoh, S.: "Isolation of an oxygenevolving Photosystem II preparation containing only one tightly bound calcium atom from a chlorophyll b-deficient mutant of rice." Biochim. Biophys. Acta 936, 386-394 (1988).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Enami, I, Miyaoka, T., Mochizuki, Y., Shen, J.-R., Satoh, K. and Katoh, S.: "Nearest neighbor relationships among constituent proteins of oxygen evolving Photosystem II membranes: Binding and function of the extrinsic 33 kDa protein." Biochim. Biophys. Acta 977, 33-39 (1989).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Shem, J.,-R. and Katoh, S.: "Inactivation and calcium-dependent reactivation of oxygen evolution in photosystem II preparations treated at pH 3.0 or with high concentrations of NaCl." Biochim. Biophys. Acta.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 1993-03-26  

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