2017 Fiscal Year Annual Research Report
Theoretical study on dynamics of electron carriers in photosynthesis stressed by light irradiation
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26400429
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
長尾 秀実 金沢大学, 数物科学系, 教授 (30291892)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 光化学反応 / 電子伝達体 / 会合解離過程 / プラストシアニン / シトクロムf / 拡散過程 / 光照射ストレス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光化学反応における電子伝達体の会合・解離過程と拡散現象を解析・検証することを研究目的とし、前年度までの研究を引き続き実行した。また最終年度にあたるために現在までの研究成果のまとめを実施した。
光化学反応においてプラストシアニンは電子伝達体としてシトクロムb6f複合体のシトクロムfから電子を受け取り、酸化されたプラストシアニンは拡散して光化学系IのP700に電子を渡す。電子伝達に関わるプラストシアニンの会合及び解離過程を解析してきた。
前年度までに全原子分子動力学シミュレーションにより水溶液中のタンパク質間の残基間に働く有効相互作用を見積もしてきた。またタンパク質間の会合解離過程を解析するために、この残基間有効相互作用を用いてタンパク質間相互作用を有する新しい粗視化モデルを構築してきた。水溶液中で働く疎水性残基間に働く有効相互作用は引力となり、この引力相互作用により疎水性残基が会合する。最終年度は、残基密度が高くなるとこの疎水性残基間に働く引力相互作用が減少する効果に着目し（分子混雑効果）、分子混雑効果を反映させた粗視化モデルの提案を行った。また、長距離相互作用を示す静電相互作用の溶媒による遮蔽効果についての考察も実施した。この提案した粗視化モデルを用いてプラストシアニンとシトクロムfとの電子伝達反応係数の見積もりを実施し、実験結果との対比考察を行った。これらの研究結果を学術雑誌に発表した。さらに、今年度までに得られた結果をまとめ、海外国際会議にて口頭発表し、成果報告を行った。
プラストシアニンの拡散現象に関するシミュレーションデータも解析が進み、分子混雑効果やプラストシアニンが引き起こす濃度勾配が、光化学反応に大きく関与することを見出した。光照射の反応速度依存性をプラストシアニン間の電子の授受と関連させて解析した。論文発表準備中である。
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