光合成タンパク質複合体の構造形成過程の追跡

追踪光合蛋白质复合物的结构形成过程

基本信息

批准号：
14780509
负责人：
柴田穣
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

光化学系I(PSI)反応中心は、電子伝達系を構成する数個の色素分子に加えて、100個近い数のアンテナクロロフィル(Chl)や約20分子のカロテノイド(Car)、さらにいくつかの脂質分子を含む巨大複合体である。凍結乾燥したPSIを適度な水分を含むエーテルで処理することで、電子伝達系を残したまま大部分のアンテナChl、Car、第2番目の電子受容体キノン(Q)、が除かれる。本研究では、こうして得られたエーテル処理PSI反応中心に、クロロフィル、カロテノイド、キノンなどの分子を添加することで、如何に再構成が可能であるかを検証することを目的とした。エーテル処理PSI反応中心の時間分解蛍光スペクトルでは、通常のPSIに見られる730nmの長波長Chlからの蛍光バンドが非常に弱くなる。また、通常のPSIでは680nm付近の蛍光は、非常に速いP700へのエネルギー移動により極短寿命で減衰するが、エーテル処理PSIではP700へのエネルギー移動が効率よく進まなくなったアンテナChlが生じることにより、比較的長寿命の蛍光がこの波長付近にも見られるようになる。エーテル処理によりアンテナクロロフィル/スペシャルペアの相対個数が約16個となったPSI(16Chls/P700)に対して、抽出された色素のエタノール溶液を添加した。こうして得られた再構成PSIの時間分解蛍光スペクトルでは、730nmに長い寿命を持つ蛍光が強く現れた。また680nm付近の蛍光は、非常に速く減衰し、長波長Chlへのエネルギー移動が効率よく起こっていることを示した。再添加により、ある程度正しい位置に色素が再構成されたと考えている。一方共焦点顕微鏡を用いて、細菌のアンテナ色素複合体であるクロロソームの蛍光スペクトルを、一つ一つの複合体ごとに低温で測定することに初めて成功した。これにより、1つのクロロソームでは、ある方向に偏光している光をより強く吸収することを見出した。

光系统I（PSI）反应中心是一个巨大的复合物，其中包含构成电子传输系统的几种染料分子，以及近100个天线叶绿素（CHL），大约20个类胡萝卜素（CAR）和几个脂质分子。通过用含有中等水分的以太处理冻干的PSI，除去了大多数天线CHL，CAR和第二电子受体奎因酮（Q），从而将电子传输系统留在后面。这项研究旨在通过添加诸如叶绿素，类胡萝卜素，奎因酮等分子来验证如何进行重构。醚处理的PSI反应中心的时间分辨荧光光谱使得来自正常PSI中的730 nm的长波长CHL的荧光条带非常弱。此外，由于能量转移到P700，荧光在正常的PSI中衰减约为680 nm，这是非常快的，但由于天线CHL的产生，该天线CHL在以太疗法的PSI中没有有效地转移到P700中，荧光在荧光下也没有相对长的寿命，也可以在此波动范围附近看到。将提取的染料的乙醇溶液添加到PSI（16CHLS/P700）中，该溶液由于醚处理而具有相对数量的天线叶绿素/特殊对。在因此获得的重建PSI的时间分辨荧光光谱中，在730 nm处长寿命的荧光出现强烈。接近680 nm的荧光也很快衰减，表明能量传递到长波长CHL有效地发生。据信，染料已通过重新添加在某种程度上在正确的位置重构。另一方面，我们成功地使用了共聚焦显微镜来测量每个复合物在低温下的氯体（一种细菌天线染料复合物）的荧光光谱。已经发现，一个氯化体会更强烈地吸收在特定方向上极化的光。