2016 Fiscal Year Annual Research Report
Studies on the oxygen-evolving reaction mechanism of photosystem II at an atomic resolution
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24227002
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
神谷 信夫 大阪市立大学, 複合先端研究機構, 教授 (60152865)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
八ツ橋 知幸 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (70305613)
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| Project Period (FY) |
2012-05-31 – 2017-03-31
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| Keywords | 光化学系II / 光合成 / 水分解 / 酸素発生 / 人工光合成 / 金属クラスター / 酸化状態 / SPring-8 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光化学系II複合体(PSII)の水分解・酸素発生機構を解明するために、PSIIの酸素発生KokサイクルにおけるMn4Caクラスター（OEC）の中間体(Si状態、i = 0 - 4)の内、S0、S1、S2状態に関する構造情報を得ることを目指している。これまでに、2011年に報告したS1状態の構造を見直して（当初のPDB-ID:3ARCを一部修正し、3WU2で再登録）、Mn4Caクラスター内の原子間距離の精度をX線結晶学の立場から検証した。また構造解析に用いる回折強度データを可能な限り少ないX線量で収集し、Mn原子のX線還元を無視できるレベルまで低減した構造解析を進めた。本研究では以下の5項目について研究を進めてきた。[1] 酸素発生機構に関与する塩素イオンをヨウ素イオンと入れ替えて化学的に還元されたOECをもつPSIIの構造解析、[2] 酸素発生に連動する電子移動を停止させる除草剤との複合体PSIIの構造解析、[3] 遺伝子操作によりPSIIの小分子量サブユニットのひとつPsbMを欠失して電子移動速度が低下した変異体PSIIの構造解析。[4]インタクトなPSIIの低Ｘ線量構造解析と、X線異常分散効果を利用したMn4Caクラスターの4個のMn原子の価数の同定。[5] フェムト秒レーザーの多光子吸収を利用したS2状態の実現とその構造解析。研究目標の[1]から[4]については、目標としている結晶構造解析をすべて完了し、[1]と[2]については論文準備中、[3]と[4]については結果を論文発表した。[5]については、フェムト秒レーザーの多光子吸収を利用してPSIIのS2状態を実現させる技術の開発に成功し、その結果を論文発表する準備を進めているが、この技術により均一なS2状態にある多数の結晶を実際に準備して回折強度データを収集し、その構造解析を完了させるにはまだ至っていない。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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