光合成機能に電気化学反応を組合せたNADHの再生と二酸化炭素の固定反応

光合功能与电化学反应相结合的NADH再生和二氧化碳固定反应

• 批准号: 06226211
• 负责人: 野澤 庸則
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06226211/
• 关键词: CO_2固定; ^<31>PNMR; 固体高分解能^<13>CNMR; 色素タンパク質; 光リン酸化; 反応中心; 結晶化; 光補集系

光エネルギーによりCO_2を固定し、有機化合物を作り出す生物による光合成能を理解し、その機構を電気化学と組合せ有機化学的に応用するために我々は(1)効率よく光エネルギーを捕獲する仕様(2)光合成反応中心膜タンパク質の精製と結晶化(3)光合成膜顆粒および再構成膜顆粒による光ATP生成(4)光合成膜顆粒および再構成膜顆粒による光ATPおよびNADH生成(5)光合成膜顆粒とCO_2固定酵素による光CO_2固定(6)電気化学的光CO_2固定を検討している。本年度の研究経過ならびに成果は1.Chloroflexus aurantiacus光補集系の構造と機能 効率よく光CO_2固定を行う際に重要となる光補集系アンテナの光エネルギー補集反応を時間分解ケイ光分光法を用いて検討した。2.光合成反応中心の結晶化 結晶化に成功した耐熱性反応中心膜タンパク質のX線回折像を3Åの分解能で得ることに成功した。3.光合成細菌膜顆粒によるNAD^+再還元能、ATP合成能とCO_2固定能の検討 本年度は光合成細菌からの光合成膜顆粒の調整法と活性の相関を検討すべく特に膜顆粒のサイズに注目して調整する際の菌体のソニックの条件との関係を調べた。この粒径と活性の関係を現在検討中である。また、紅色光合成細菌Rh.ruburumから、高活性なATPaseを高純度で精製するための条件を確立した。4.光合成細菌酵素によるCO_2固定能 耐熱性光合成細菌Chr.tepidumから初めてCO_2固定酵素であるリブロース二リン酸炭酸化酵素(RubisCo)の単離に成功し、前年度開発した^<13>CNMRを用いてこのCO_2固定能を評価した。5.光誘起電子移動を行ない酸化した反応中心に電極から電子移動を起こし、これを還元することが出来た。この際の酸化還元電位が反応中心のシトクロームの存在の有無で異なることを見い出した。

要了解将co_2与轻能固定并产生有机化合物的生物体的光合作用能力，并将其机制与电化学用途相结合，我们正在考虑（1）（1）规格（1）有效捕获光能（2）光合含量的纯化和晶体化的光化和结晶的光合元件的含量（3）照片（3）照片及其构成的照片（3）照片（3）照片（3）照片（3）照片（3）照片，并恢复了照片，并恢复了照片，并恢复了照片，并恢复了照片，并恢复了照片，并恢复了照片，并恢复了照片，并恢复了照片，并恢复了照片。颗粒（4）光合作用膜颗粒和重建的膜颗粒（5）光合作用的颗粒和NADH生成（5）光合作用膜颗粒和CO_2固定剂和CO_2固定酶（6）电化学照片-CO_2固定酶。今年的进展和结果是1。氯弗雷斯·奥兰特西库光学收集系统的结构和功能。使用时间分辨的Ka-photsoscopicy研究了光学收集系统天线的光能收集反应，这对于有效的光学CO_2固定非常重要。 2。光合反应中心的结晶我们成功地获得了耐热反应中央膜蛋白的X射线衍射图像，这些图像已成功结晶，分辨率为3Å。 3。研究NAD^+重新降低能力，ATP合成能力和CO_2固定能力通过光合细菌膜颗粒进行的固定能力，我们研究了今年，我们研究了光合作用膜颗粒的方法与活性之间的关系，尤其是在膜颗粒的大小上，以研究膜颗粒的大小，以调查膜粒的大小，以调查镜头和活动。光合细菌以及调节中声音细胞条件之间的关系，特别注意膜颗粒的大小。目前正在研究这种粒度和活动之间的关系。此外，从红色光合细菌Rh.ruburum建立了纯化具有高纯度的高度活性ATPase的条件。 4。CO_2使用光合细菌酶固定能力，我们首次隔离了CO_2固定酶核糖核糖二磷酸碳酸盐酶（Rubisco），这是一种耐热的光合细菌，Chr.2 immobil Implization and co_2 Immobilization in Chormirization and con in <<<<13 5。通过执行光诱导的电子转移进行电子转移，并由电子转移引起氧化反应中心，并减少。已经发现，此时的氧化还原潜力因反应中心的存在或不存在细胞色素而有所不同。

项目成果

T.Nozawa,K.Ohtomo,M.Suzuki,H.Nakagawa,Y.Shikama,H.Konami,and Z-Y.Wang: "Structures of Chlorosomes and Aggregated BChl c in Chlorobium tepidum from Solid State High Resolution CP/MAS^<13>CNMR" Photosynthesis Research. 41. 211-223 (1994)

T.Nozawa、K.Ohtomo、M.Suzuki、H.Nakakawa、Y.Shikama、H.Konami 和 Z-Y.Wang：“来自固态高分辨率 CP/MAS 的温热绿菌中的叶绿体和聚集 BChl c 的结构^<

N.Katayama,M.Kobayashi,F.Motojima,K.Inaka,T.Nozawa,and K.Miki: "Preliminary X-ray Crystallographic Studies of Photosynthetic Reaction Center from a Thermophilic Sulfur Bacterium,Chromatium tepidum" FEBS Letters. 348. 158-160 (1994)

N.Katayama、M.Kobayashi、F.Motojima、K.Inaka、T.Nozawa 和 K.Miki：“嗜热硫细菌 Chromatium tepidum 光合反应中心的初步 X 射线晶体学研究”FEBS 快报。

T.Nozawa,T.Katano,M.Kusoh,M.Kobayashi,Y.Shikama,and M.T.Madigan: "Reaction Centers from a New Halophilic Purple Nonsulfur Photosynthetic Bacterium Rhodospirillum sodomense" Chem.Lett.193-196 (1994)

T.Nozawa、T.Katano、M.Kusoh、M.Kobayashi、Y.Shikama 和 M.T.Madigan：“新嗜盐紫色非硫光合细菌红螺菌 sodomense 的反应中心” Chem.Lett.193-196 (1994)

T.Nozawa,M.Kobayashi,Z-Y.Wang,S.Itoh,M.Iwaki,M.Mimuro,and K.Satoh: "Magnetic Circular Dichroism Investigation on Chromophores in Reaction Centers of Photosystem I and II of Green Plant Photosynthesis" Spectrochimica Acta. 51A. 125-134 (1995)

T.Nozawa、M.Kobayashi、Z-Y.Wang、S.Itoh、M.Iwaki、M.Mimuro 和 K.Satoh：“绿色植物光合作用光系统 I 和 II 反应中心发色团的磁性圆二色性研究”Spectrochimica

M.Mimuro,T.Nozawa,N.Tamai,Y.Nishimura,and I.Yamazaki: "Presence and Significance of Minor Antenna Componts in the Energy Transfer Sequence of the Green Photosynthetic Bacterium Chloroflexus aurantiacus" FEBS Letters. 340. 167-172 (1994)

M.Mimuro、T.Nozawa、N.Tamai、Y.Nishimura 和 I.Yamazaki：“绿色光合细菌橙色绿屈菌能量转移序列中次要天线成分的存在和意义”FEBS 快报。