植物における酸素発生系の構造と反応機構

植物产氧系统的结构及反应机理

基本信息

批准号：
06780548
负责人：
野口巧
金额：
$ 0.58万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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/grant/KAKENHI-PROJECT-06780548/
关键词：
光合成光合成系II 酸素発生フ-エリ変換赤外 X線吸収

项目摘要

1.酸素発生系におけるMn-Caクラスターの構造光合成系IIにおける酸素発生MnクラスターとCaの構造上の関係とその役割を調べるため、通常の系II膜標品とCa除去した系II膜標品について、S_1,S_2状態間の閃光誘起フーリエ変換赤外(FT-IR)差スペクトルを測定した。その結果、(1)通常の酵素発生系では、S_1状態において、Mn、Ca間のカルボキシル基による架橋構造が存在すること、(2)S_2状態において、このカルボキシル基のCaへの配位結合が切れること、(3)Caの存在が、S_2状態の生成の際に起こるタンパク質の二次構造の変化を誘起すること、(4)Ca除去により、上のカルボキシル基はMnからも遊離すること、などが明らかとなった。上記(4)の結論は、Ca除去した系II膜標品のMnのX線吸収スペクトル(XAFS)の測定からも確かめられた。2.酵素発生系における基質水分子の結合状態酵素発生(水分解)系におけるMnクラスター上の水分子の結合構造とタンパク質との相互作用を調べるため、S_1,S_2状態間の閃光誘起FTIR差スペクトルをH_2O及びD_2O中で測定した。様々な形態で水と相互作用をするモデルカルボキシレート化合物のFTIRスペクトルと比較した結果、水分解系のMn原子に配位している水分子は蛋白質由来のカルボキシレート配位子と強い水素結合をつくっていることが明らかとなった。このことから、このカルボキシレート配位子が、水からプロトンを引き抜く際の最初の受容体となっていると考えられた。

1. 放氧系统中Mn-Ca簇的结构为了研究光合系统II中放氧Mn簇和Ca之间的结构关系及其作用，我们使用了普通的系统II膜制剂和系统II膜制剂我们测量了 S_1 和 S_2 态之间的闪光引起的傅立叶变换红外 (FT-IR) 差异光谱。结果，（1）在正常的酶生成系统中，Mn和Ca之间存在通过S_1状态下的羧基的交联结构，（2）在S_2状态下，该羧基的配位键与钙被切割(3)Ca的存在导致S_2态产生过程中蛋白质二级结构的变化；(4)Ca去除后，上部羧基也从Mn中释放出来；上述结论(4)也通过除去Ca的系统II膜样品的Mn X射线吸收光谱(XAFS)的测量而得到证实。 2.酶生成系统中底物水分子的结合状态为了研究酶生成（水分解）系统中Mn簇上水分子的键结构以及与蛋白质的相互作用，我们进行了闪激FTIR差异在H_2O和D_2O中测量了S_1和S_2状态之间的光谱。通过比较与各种形式的水相互作用的模型羧酸化合物的 FTIR 光谱，发现与水分解系统中的 Mn 原子配位的水分子与蛋白质衍生的羧酸配体形成强氢键。很明显它正在被创建。这表明当从水中提取质子时，该羧酸配体是第一个受体。