光合成色素タンパク質複合体の構造と光化学初期過程の関係
熊崎茂一 助教授
日時:2004年10月13日(水) 15時20分から16時50分
(京都大学大学院 理学研究科 化学専攻 光物理化学)
場所:発達科学部 G302 (G棟3階)
(1)反応中心や光エネルギー捕集系の構造について
現時点で、電子伝達分子の配置が議論できる程度によくわかっている光合成
反応中心は紅色光合成細菌(PB-RC)、光化学系I (PSI-RC)、光化学系II
(PSII-RC)の3種である。このうち、PBRCとPSII-RCはキノンを最終電子
アクセプターに持つ型(II型)に分類され、タンパク質のアミノ酸配列、
および電子キャリアー分子の配列など相同性が高い。しかし、性質は非常に
異なり、またPSII-RCのみが酸素発生能を有する。PSI-RCは鉄硫黄クラスターを
最終電子アクセプターに持つ型(I型)で、II型とは進化の早い段階で分化
している。電子伝達分子の配列もII型のものとは定性的な違いが認められる。
エネルギー伝達系(光エネルギー捕集系)の多様な構造についても反応中心
との関連に注意しながら解説を加える。
(2)電子移動の速度定数
PB-RCでは分光学的測定が比較的容易で、電子移動速度定数が明確に求められ
ている。概して、分子端間距離で(核因子が最適化された時の)最高速度が
決まっているという経験則が得られている。一方、PSI-RCとPSII-RCでは電子
伝達分子の吸収スペクトルが狭いエネルギー領域に密集している。その結果、
常温においては見かけの電子移動速度は常に電子励起エネルギーの寄与を含
んだ形で現れるので、電子移動速度定数を議論するのは必ずしも容易ではない。
しかし、そのような複雑なシステムも様々な分光測定や計算機シミュレーショ
ンにより多くの知見が蓄積しつつある。
(3)構造が未知の光合成反応中心に分光学がもたらせる新知識
植物型光合成反応中心には必ずクロロフィルaが使われているというのが従来の
定説であったが、近年になり、クロロフィルdを用いて同等の光合成を行う生物
が見つかり始めた。この構造が未知で新規な光合成電子伝達系を超高速分光に
より調べると、電子伝達系の分子配列およびダイナミクスにおいて他の光合成
電子伝達系と著しい違いを見出すことができた。
上記の3点を中心に講演を行う。超高速時間分解分光法のデータとそこから 導かれる素過程の描像との間の関係をわかり易く解説することを心がける 予定である。
参考:http://kuchem.kyoto-u.ac.jp/hikari/kumazaki/index.htm
世話人:田中成典 (tanaka2@kobe-u.ac.jp)
※多数の学生・教官・一般の皆様のご来聴をお待ちしております.
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