D1蛋白質C末端アラニン残基（Ala344）をAsn, Asp, Gln,又はGluへ置換した酸素発生系の性質

抄録

光化学系IIのD1蛋白質のC末端アラニン残基（Ala344）のα-カルボキシル基は酸素発生触媒中心のMn/CaクラスターのMnイオンの配位子として機能していると推定されている。本研究ではC末端アラニンを系統的にアスパラギン（An）、アスパラギン酸（Asp）、グルタミン（Gln）、グルタミン酸（Glu）に置換し、これらの置換による側鎖の構造、電荷の有無が酸素発生にどのような影響を与えるか検討した。弱光下では全ての変異体が光独立栄養的に生育（Gln > Glu = Asn > Asp）するが、強光下ではGln変異体のみが成育可能であった。Gln変異体は正常に近いESRS2マルチライン信号、S₂/S₁FTIR 差スペクトルを示した。他の変異体ではMnクラスターのカルボキシル配位子の対称伸縮振動に特徴的な変化が見られた。短く、電荷を持った側鎖はスペクトルへの影響が大きく、D1蛋白質のC末端α-カルボキシル基がMnの配位子として機能しているとする推定と一致していた。