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J-GLOBAL ID：201902220210794050   整理番号：19A0234687

光化学系IIの酸素発生複合体におけるCaMn_4O_5クラスタの幾何学的構造の理論的解明と混合原子価とJahn-Teller効果による構造変形の推定式の適用可能性【JST・京大機械翻訳】

Theoretical Elucidation of Geometrical Structures of the CaMn₄O₅ Cluster in Oxygen Evolving Complex of Photosystem II Scope and Applicability of Estimation Formulae of Structural Deformations via the Mixed-Valence and Jahn-Teller Effects

著者 (8件)： Shoji Mitsuo (Center of Computational Sciences, Tsukuba University, Tsukuba, Japan) ,  Isobe Hiroshi (Graduate School of Natural Science and Technology, Okayama University, Okayama, Japan) ,  Yamanaka Shusuke (Graduate School of Science, Osaka University, Osaka, Japan) ,  Umena Yasufumi (The OUC Advanced Research Institute for Natural Science and Technology (OCARNA), Osaka, City University, Osaka, Japan) ,  Kawakami Keisuke (The OUC Advanced Research Institute for Natural Science and Technology (OCARNA), Osaka, City University, Osaka, Japan) ,  Kamiya Nobuo (The OUC Advanced Research Institute for Natural Science and Technology (OCARNA), Osaka, City University, Osaka, Japan) ,  Yamaguchi Kizashi (Institute for Nanoscience Design, Osaka University, Toyonaka, Japan) ,  Yamaguchi Kizashi (Handairigaku Techno-Research, Toyonaka, Japan)
資料名： Advances in Quantum Chemistry  (Advances in Quantum Chemistry)
巻： 78  ページ： 307-451  発行年： 2019年 
JST資料番号： H0112C  ISSN： 0065-3276  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 著者らの地球における大気の酸素化と好気性生活の進化は,植物,藻類および藍藻類の光化学系II(PSII)における酸素生成光合成による水酸化の結果である。PSIIの酸素発生錯体(OEC)における水の酸化は,KokサイクルにおけるS_i(i=0,1,2,3,および4)状態として知られている5つの酸化状態を通して進行すると予想され,S_1は暗所で最も安定な状態である。PSIIにおけるOECは4つのMnイオンと1つのCaイオン,すなわちCaMn4O5クラスタからなる活性触媒部位を含む。過去数十年,PSIIのOECにおけるCaMn4O5クラスタの分子構造を,拡張X線吸収微細構造(EXAFS)により研究した。磁気構造相関をEPR分光法により広範囲に調べた。最近,Kamiya及びShenグループは,X線回折(XRD)及びX線自由電子レーザ(XFEL)実験により,PSIIのOECのS1構造の決定に大きなブレークスルーをもたらし,CaMn_4O_5クラスタの構造及び反応性の理論的研究に重要な構造基礎を提供した。XRD構造から出発する大規模QM/MM計算は,CaMn_4O_5クラスタの幾何学的,電子的,およびスピン構造を解明し,Mn(III)イオンのJahn-Teller(JT)効果の重要な役割を示した。本レビューでは,PSIIのOECにおけるCaMn_4O_5クラスタのJahn-Teller変形の推定のための理論式を完全に検討した。JT変形式の範囲と適用性を,XRD,XFEL,EXAFS,および他の実験によって提案されたCaMn_4O_5クラスタのいくつかの異なる構造に関連して解明した。S_1状態におけるXRD,XFEL,およびEXAFS構造の間の微妙な差異を,PSIIのOECにおけるCaMn_4O_5クラスタの環境効果に関連して調べた。XFELによる連続フェムト秒結晶学(SFX)のX線損傷も,損傷のない低線量(LD)XRD構造に関連して調べた。JT変形公式も,SFXによるS_3構造の理論解析に適用した。計算結果の意味を,PSIIのOECにおけるCaMn_4O_5クラスタの幾何学的パラメータの更なる精密化とPSIIのOECにおける水酸化の可能な機構について論じた。Copyright 2019 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 分子構造 ,  錯体 ,  フェムト秒 ,  *クラスタ ,  EXAFS ,  光合成 ,  反応性 ,  藍藻類 ,  *酸素発生 ,  X線 ,  計算 ,  活性部位 ,  X線回折 ,  *光化学系II
準シソーラス用語： 酸化状態 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (14件)： BS ,  CaMn_4O_5クラスタ ,  EXAFS ,  HR-XRD ,  Jahn-Teller(JT)効果 ,  JT公式 ,  LD-XRD ,  OEC ,  PSII ,  SFX ,  UB3LYP ,  XES ,  XFEL ,  XRD

分類 (1件)： 分子の電子構造  (BH05010Q)

タイトルに関連する用語 (9件)： 光化学系II ,  酸素発生複合体 ,  クラスタ ,  幾何学 ,  理論 ,  混合原子価 ,  Jahn-Teller効果 ,  推定式 ,  適用可能性