光合成酸素発生マンガンクラスターにおけるCa<sup>2+</sup>の構造的関与：ホウレンソウ及びシアノバクテリアのS状態サイクルにおけるSr<sup>2+</sup>置換の効果

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タイトル別名
  • Structural Relevance of Ca<sup>2+</sup> to the Oxygen-evolving Mn cluster: Effects of Sr<sup>2+</sup> Substitution on the S-state Cycle in Spinach and Cyanobacteria

抄録

光化学系IIにおける酸素発生反応は、マンガンクラスターの5つの中間状態（S0-S4）の光駆動サイクル（S状態サイクル）によって行われる。Ca2+は酸素発生に必須であることが知られているが、Ca2+イオンとMn原子との構造的関係は未だ不明である。本研究では、ホウレンソウ及び好熱性シアノバクテリアThermosynechococcus elongatusから、Ca2+をSr2+に置換した光化学系II標品を調製し、そのフーリエ変換赤外（FTIR）スペクトルを測定することにより、マンガンクラスターの反応におけるCa2+の関与について調べた。マンガンクラスターの各S状態遷移（S1→S2, S2→S3, S3→S0, S0→S1）の閃光誘起FTIR差スペクトルにおいて、カルボキシル基のCOO-対称伸縮振動領域（1450-1350cm-1）に、Sr2+置換により著しく変化するバンドが観測された。それらの変化は、ホウレンソウとシアノバクテリアとでおおよそ共通であり、S1→S2及びS3→S0遷移において特に顕著であった。この領域のSr2+−Ca2+二重差スペクトルには複数のピークが確認されたことから、Ca2+自身またはMn原子上のいくつかのカルボキシル配位子がSr2+置換により影響を受けたと考えられる。これらの結果から、Ca2+はMnクラスターの構造と直接的に相互作用しており、そのS状態サイクルにおける反応に密接に関わっていることが示された。

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詳細情報 詳細情報について

  • CRID
    1390282680605316352
  • NII論文ID
    130006988997
  • DOI
    10.14841/jspp.2006.0.013.0
  • データソース種別
    • JaLC
    • CiNii Articles
  • 抄録ライセンスフラグ
    使用不可

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