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J-GLOBAL ID：201602221676622752   整理番号：16A1369633

光化学系IIの室温での構造と基質結合

Structure of photosystem II and substrate binding at room temperature

著者 (73件)： YOUNG Iris D. (Lawrence Berkeley National Lab., California, USA) ,  CHATTERJEE Ruchira (Lawrence Berkeley National Lab., California, USA) ,  GUL Sheraz (Lawrence Berkeley National Lab., California, USA) ,  FULLER Franklin D. (Lawrence Berkeley National Lab., California, USA) ,  BREWSTER Aaron S. (Lawrence Berkeley National Lab., California, USA) ,  TRAN Rosalie (Lawrence Berkeley National Lab., California, USA) ,  MICHELS-CLARK Tara (Lawrence Berkeley National Lab., California, USA) ,  DOUTHIT Lacey (Lawrence Berkeley National Lab., California, USA) ,  SARACINI Claudio (Lawrence Berkeley National Lab., California, USA) ,  BEAN Mackenzie A. (Lawrence Berkeley National Lab., California, USA) ,  PASTOR Ernest (Lawrence Berkeley National Lab., California, USA) ,  LASSALLE Louise (Lawrence Berkeley National Lab., California, USA) ,  MORIARTY Nigel W. (Lawrence Berkeley National Lab., California, USA) ,  LIEBSCHNER Dorothee (Lawrence Berkeley National Lab., California, USA) ,  AFONINE Pavel V. (Lawrence Berkeley National Lab., California, USA) ,  ZWART Petrus H. (Lawrence Berkeley National Lab., California, USA) ,  ADAMS Paul D. (Lawrence Berkeley National Lab., California, USA) ,  SAUTER Nicholas K. (Lawrence Berkeley National Lab., California, USA) ,  KERN Jan (Lawrence Berkeley National Lab., California, USA) ,  YACHANDRA Vittal K. (Lawrence Berkeley National Lab., California, USA) ,  YANO Junko (Lawrence Berkeley National Lab., California, USA) ,  IBRAHIM Mohamed (Humboldt-Univ. zu Berlin, Berlin, DEU) ,  HUSSEIN Rana (Humboldt-Univ. zu Berlin, Berlin, DEU) ,  ZHANG Miao (Humboldt-Univ. zu Berlin, Berlin, DEU) ,  SEUFFERT Ina (Humboldt-Univ. zu Berlin, Berlin, DEU) ,  DOBBEK Holger (Humboldt-Univ. zu Berlin, Berlin, DEU) ,  ZOUNI Athina (Humboldt-Univ. zu Berlin, Berlin, DEU) ,  KOROIDOV Sergey (Umea Univ.t, Umea, SWE) ,  DE LICHTENBERG Casper (Umea Univ.t, Umea, SWE) ,  VO PHAM Long (Umea Univ.t, Umea, SWE) ,  NILSSON Hakan (Umea Univ.t, Umea, SWE) ,  CHEAH Mun Hon (Umea Univ.t, Umea, SWE) ,  SHEVELA Dmitriy (Umea Univ.t, Umea, SWE) ,  MESSINGER Johannes (Umea Univ.t, Umea, SWE) ,  ALONSO-MORI Roberto (SLAC National Accelerator Lab., California, USA) ,  SIERRA Raymond G. (SLAC National Accelerator Lab., California, USA) ,  GLOWNIA James M. (SLAC National Accelerator Lab., California, USA) ,  NELSON Silke (SLAC National Accelerator Lab., California, USA) ,  SIKORSKI Marcin (SLAC National Accelerator Lab., California, USA) ,  ZHU Diling (SLAC National Accelerator Lab., California, USA) ,  HUNTER Mark S. (SLAC National Accelerator Lab., California, USA) ,  LANE Thomas J. (SLAC National Accelerator Lab., California, USA) ,  AQUILA Andy (SLAC National Accelerator Lab., California, USA) ,  KOGLIN Jason E. (SLAC National Accelerator Lab., California, USA) ,  ROBINSON Joseph (SLAC National Accelerator Lab., California, USA) ,  LIANG Mengning (SLAC National Accelerator Lab., California, USA) ,  BOUTET Sebastien (SLAC National Accelerator Lab., California, USA) ,  KERN Jan (SLAC National Accelerator Lab., California, USA) ,  KROLL Thomas (SLAC National Accelerator Lab., California, USA) ,  LAKSMONO Hartawan (SLAC National Accelerator Lab., California, USA) ,  STAN Claudiu A. (SLAC National Accelerator Lab., California, USA) ,  WENINGER Clemens (SLAC National Accelerator Lab., California, USA) ,  FRANSSON Thomas (SLAC National Accelerator Lab., California, USA) ,  BERGMANN Uwe (SLAC National Accelerator Lab., California, USA) ,  SOKARAS Dimosthenis (SLAC National Accelerator Lab., California, USA) ,  WENG Tsu-Chien (SLAC National Accelerator Lab., California, USA) ,  KUBIN Markus (Helmholtz Zentrum, Berlin, DEU) ,  WERNET Philippe (Helmholtz Zentrum, Berlin, DEU) ,  BRAEUER Philipp (Univ. Oxford, Oxford, GBR) ,  BRAEUER Philipp (Diamond Light Source Ltd, Oxfordshire, GBR) ,  ALLER Pierre (Diamond Light Source Ltd, Oxfordshire, GBR) ,  DOCKER Peter T. (Diamond Light Source Ltd, Oxfordshire, GBR) ,  ORVILLE Allen M. (Diamond Light Source Ltd, Oxfordshire, GBR) ,  EVANS Gwyndaf (Diamond Light Source Ltd, Oxfordshire, GBR) ,  ANDI Babak (Brookhaven National Lab., New York, USA) ,  LYUBIMOV Artem Y. (Stanford Univ., California, USA) ,  UERVIROJNANGKOORN Monarin (Stanford Univ., California, USA) ,  WEIS William I. (Stanford Univ., California, USA) ,  BRUNGER Axel T. (Stanford Univ., California, USA) ,  WATERMAN David G. (STFC Rutherford Appleton Lab., Oxfordshire, GBR) ,  WATERMAN David G. (Rutherford Appleton Lab., Oxfordshire, GBR) ,  ADAMS Paul D. (Univ. California Berkeley, California, USA) ,  MESSINGER Johannes (Uppsala Univ., Uppsala, SWE)
資料名： Nature (London)  (Nature (London))
巻： 540  号： 7633  ページ： 453-457  発行年： 2016年12月15日 
JST資料番号： D0193B  ISSN： 0028-0836  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 短報  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 大気中の酸素のほとんどは,植物や藻類,シアノバクテリアでの光化学系II(PS II)による水の光誘起酸化によって生成されてきた。膜に結合している多サブユニット色素タンパク質複合体であるPS IIは,反応中心での1電子光化学反応と酸素発生複合体(OEC)中のMn₄CaO₅クラスターでの水の酸化の4電子酸化還元化学反応を共役させている。光照射下で,OECはS₀からS₄という5つの中間的S状態を経る反応を繰り返し,ここでS₁は暗条件下で安定な状態であり,S₃はO-O結合形成とO₂発生の直前の最後の準安定状態である。O-O結合形成機構の詳細な解明はいまだに難問であり,さまざまなS状態にあるOECの構造と,基質である2つの水分子の触媒部位への結合の両方を明らかにしなくてはならないだろう。今回我々は,X線自由電子レーザー(XFEL)からのフェムト秒パルスを使って,暗所に順応した状態(S₁),2回の閃光照射後の状態(2F;S₃が増加している),アンモニアが結合してから2回の閃光照射を行った状態(2F-NH₃;S₃が増加している)にあるPS IIについて,室温での,損傷を受けていない構造を報告する。XFELを用いて極低温で最近得られたPS IIの1.95Å分解能での構造から,損傷を受けていないS₁状態の画像が得られているが,タンパク質が機能できる条件下でのタンパク質構造の全体像や,in situでのS状態の進行を調べるには,室温での測定が必要である。水結合部位を調べるには,水の類似体であるアンモニアがマーカーとして使われてきたが,それはアンモニアはS₂とS₃状態のMn₄CaO₅クラスターへ結合するからである。アンモニアが結合したOECは活性を持つので,アンモニアが結合するMn部位は基質である水が結合する部位ではない。今回の手法を,天然の暗状態と2F状態の比較と組み合わせることで,提案されている複数のO-O結合形成機構を判別できた。Copyright Nature Japan KK 2017

シソーラス用語： *光化学系II ,  *室温 ,  *構造 ,  基質 ,  結合 ,  アンモニア ,  環境 ,  パルス ,  X線自由電子レーザ ,  酸化還元反応 ,  光化学反応 ,  大気中 ,  酸素 ,  植物 ,  反応中心【光合成】
準シソーラス用語： フェムト秒パルス ,  暗所 ,  酸素発生複合体

分類 (2件)： 光合成  (EB10020I) ,  分子構造  (EB03020Y)

タイトルに関連する用語 (3件)： 光化学系II ,  室温 ,  基質