抄録
植物の光合成能は強光下において低下するが、それは主に光化学系IIの光傷害によって引き起こされることが知られている。しかし、その光傷害過程の詳細は未だ明らかとされていない。そこで本研究では、光化学系IIの光傷害への除草剤効果を利用して、その分子機構を調べた。ホウレンソウから得た光化学系II膜標品、及び、それに除草剤としてDCMUまたはbromoxynilを添加した試料に強光照射（2000 μE m-2 s-1）を施し、照射時間に対する、Mnクラスター、QA、及びP680の活性をフーリエ変換赤外分光法（FTIR）を用いて評価した。その結果、（1）QAとMnクラスターのFTIRシグナルは、いずれの試料においても、ほぼ同時に減少する、（2）P680は常にQAよりも遅れて失活する、（3）これらのシグナル減少は、bromoxynil及びDCMU存在下において、コントロール試料よりもそれぞれ速く、及び遅くなる、ことが示された。これらの結果より、光化学系IIの光傷害は、Mnクラスターの破壊がトリガーとなって引き起こされるのでなく、QAの二重還元による脱離が律速になって起こることが示された。QAの二重還元速度の違いは、除草剤によるQAの酸化還元電位の変化によって説明できる。この除草剤効果の結果は、これまで提唱されてきた光化学系IIの光傷害の還元側機構の実験的証拠を与えるものである。
