フェオフィチン
中心のMg2+イオンを欠くクロロフィル分子
フェオフィチンa、すなわちMg 2+イオンのないクロロフィルa。

フェオフィチン（ またはフェオフィチン）は、植物の光化学系II（PS II）および紅色細菌に見られるII型光合成反応中心（RC P870）の電子伝達経路において、最初の電子伝達中間体として機能する化合物です。PS IIとRC P870の両方において、光は反応中心からフェオフィチンを介して電子を輸送し、フェオフィチンは電子をRC P870とRC P680のキノン（Q A）に渡します。2つの輸送鎖におけるフェオフィチン分子の全体的なメカニズム、役割、および目的は互いに類似しています。

構造

生化学的には、フェオフィチンは中心のMg 2+イオンを欠くクロロフィル分子です。クロロフィルを弱酸で処理することで生成され、暗青色のワックス状色素を生成します。[1]おそらくこの記述に由来し、pheoは「薄暗い」[2]、phytは「植物」[3]を意味します。

歴史と発見

1977年、クレヴァニク、クリモフ、シュヴァロフの科学者たちは、一連の実験を行い、光化学系IIにおける主要な電子受容体はプラストキノンではなくフェオフィチンであることを証明しました。電子常磁性共鳴（EPR）を含む複数の実験を用いて、彼らはフェオフィチンが還元性であり、したがってP680とプラストキノン間の主要な電子受容体であることを実証しました（クリモフ、アラクヴェルディエフ、クレヴァニク、シュヴァロフ）。この発見は激しい反発に遭いました。なぜなら、フェオフィチンはクロロフィル分解の副産物に過ぎないと考えていた人々がいたからです。そのため、フェオフィチンが光化学系IIの主要な電子受容体であり、P680とプラストキノン間の電子受容体であることを証明するために、さらなる実験が行われました（クリモフ、アラクヴェルディエフ、シュヴァロフ）。得られたデータは以下のとおりです。

  1. フェオフィチンの光還元は、PSII 反応中心を含むさまざまな混合物で観察されています。
  2. フェオフィチンの量は PSII 反応中心の数に正比例します。
  3. フェオフィチンの光還元は 100K という低温でも起こり、プラストキノンの還元後に観察されます。[説明が必要]

これらの観察結果はすべて、反応中心成分の光変換の特徴です。

紫色細菌の反応

フェオフィチンは、紅色細菌の光反応中心（RC P870）における最初の電子伝達中間体です。このシステムにおけるフェオフィチンの関与は、5つの基本ステップに分けられます。最初のステップは、バクテリオクロロフィル（Chl）2、つまり特殊なクロロフィルペアの励起です。これは以下の反応で確認できます。

  • (Chl) 2 + 1 光子 → (Chl) 2 * (励起)

2 番目のステップでは、(Chl) 2 がフェオフィチンに電子を渡し、負に帯電したラジカル (フェオフィチン) と正に帯電したラジカル (特殊なクロロフィルのペア) が生成され、その結果、電荷が分離されます。

  • (Chl) 2 * + Pheo → ·(Chl) 2 + + ·Pheo − （電荷分離）

3番目のステップは、強く結合したメナキノンQ Aへの急速な電子移動であり、メナキノンQ Aは直ちに、緩く結合した2番目のキノンQ B に電子を供与する。2回の電子移動により、Q Bは還元型（Q B H 2）に変換される。

  • 2·Pheo − + 2H + + Q B → 2Pheo + Q B H 2 （キノン還元）

5番目で最後のステップでは、シトクロムcのヘムから電子が供給され、特殊な電子対の「穴」が埋められます。これにより基質が再生され、サイクルが完了し、次の反応が進行できるようになります。

光合成系IIへの関与

光化学系IIにおいて、フェオフィチンは極めて類似した役割を果たします。フェオフィチンは、光化学系における最初の電子伝達中間体として機能します。P680が励起されてP680 *になると、フェオフィチンに電子を渡し、分子は負に帯電したラジカルに変換されます。2つの負に帯電したフェオフィチンラジカルは、余分な電子を2つの連続するプラストキノン分子に素早く渡します。最終的に、電子はシトクロム b 6 f分子を通過し、光化学系IIから出ていきます。上記の紫色細菌に関するセクションで概説した反応は、フェオフィチンと光化学系における電子の実際の動きを概説しています。全体的な図は以下のとおりです。

  1. 励起
  2. 電荷分離
  3. プラストキノンの還元
  4. 基質の再生

参照

参考文献

  • Klimov VV (2003). 「光合成エネルギー変換における光化学系IIの主要電子受容体としてのフェオフィチン機能の発見」Photosynth. Res . 76 ( 1–3 ): 247–53 . doi :10.1023/A:1024990408747. PMID  16228584. S2CID  29278470.
  • マクウィリアムズ、マーガレット（1982年）『食品調理図解ガイド』（第4版）レドンドビーチ、カリフォルニア州：プライコン・プレス。
  • ネルソン, デイビッド・L.; コックス, マイケル・M. (2005).レーニンガー生化学原理（第4版）. ニューヨーク: WHフリーマン.
  • 「光合成分子セクション」3D分子構造ライブラリ2007年4月22日
  • Xiong, Ling, Richard Sayre. 「部位特異的変異誘発法によるクラミドモンダの光化学系II反応中心におけるフェオフィチン結合部位の同定」（2000年）アメリカ植物生物学会2007年4月22日

参考文献

  1. ^ http://dictionary.reference.com/browse/pheophytin メリアム・ウェブスター医学辞典におけるフェオフィチンの定義
  2. ^ http://dictionary.reference.com/browse/pheo- アメリカン・ヘリテージ・ステッドマン医学辞典における褐色細胞腫の定義
  3. ^ phyt. CollinsDictionary.com. Collins English Dictionary - Complete & Unabridged 11th Edition. 2012年10月19日閲覧。
「https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=フェオフィチン&oldid=1257042673」より取得