◆ 光合成に関係する生体分子のSITE例 ◆
光合成に関係する生体分子PDB 3ARCの部分構造例
生命を知り生命に学ぶPDBsumのLigand-SITE情報と有機性・無機性金属原子を含む生体分子のSITEデータ集
鉄硫黄クラスターを含む生体分子のSITE例マンガンクラスターを含む生体分子のSITE例
ミトコンドリア関連生体分子のSITE例
※本ページの分子モデルはInternet Explorerで参照できます。Microsoft EdgeではInternet Explorerモードにして。
※PDBsumデータでファイル名*_lpであるものはLigPlot+ v.2.2で取得したものです。

[TOPIC] 大阪市立大学と岡山大学のチームによる研究Science誌のBreakthrough of the Year, 2011に選ばれました!!

      

アミノ酸および特性基の親水性・疎水性Log Pをポケットに!


光化学系I関連光化学系II関連別例(Mn4CaO5クラスター含む) ‖ 集光性タンパク質関連ほか光合成反応中心-集光アンテナタンパク質複合体
光合成の反応式(簡略式)文献・参考ページニュース例

初期表示:好熱性シアノバクテリアBP-1の光合成光化学系Iの構造3pcqの36量体(Chain A-F・I-M・X×3)
Nature 今週のハイライト(2011/02)参照

3pcqの36量体(Chain A-F・I-M・X×3) 同PDBsumデータ3pcq_CLA(Model 1,P700含む)$ 3pcq_CLA_SF43pcq_CLAに3つのSF4追加) $ スペシャルペアクロロフィル(P700)選択 | 比較参考:  1jb0のChain A PDBsumデータ1jb0_CLA(Model 1,P700含む)$ スペシャルペアクロロフィル(P700)選択
3pcqChain A-F・I-M・X(Model 1)内のクロロフィルaと鉄硫黄クラスターのみ
6lu1のChain B・C
7coyのChain aA・aB CL7(クロロフィルd)選択 G9R(クロロフィルd')選択 PHO(フェオフィチンa)選択 
7dr0のChain A 同PDBsumデータ7dr0_SF4[846(A)]$ 同PDBsumデータ7dr0_BCR[851(A)](β-カロテン)$
7f4vのChain aA・aB・aF CL0(クロロフィルaアイソマー)選択 1L3(メナキノン-4)選択 同PDBsumデータ7f4v_1L3(参考データ)$ …mmCIF → PDB converterでPDBデータ取得し加工
7wznのChain B・C・G SF4・FES選択
7y3fのChain A・C SF4選択 | 参考: 同Chain 1-6(集光性色素タンパク質IsiA;Chain 2・3・6の原子はすべてUNK〈unknown〉)
8weyのChain A・C 同PDBsumデータ8wey_lp[847(A)]$
8xlsのChain C 同PDBsumデータ8xls_lp_101[101(C)]$  同PDBsumデータ8xls_lp_102[102(C)]$

バックボーン 二次構造
全選択 タンパク質選択 リガンド選択 HB選択($印のみ)
CLA(クロロフィルa)選択 BCR(β-カロテン)選択 SF4(鉄硫黄クラスター)選択
空間充填 球棒 球60% スティック 針金 消去
アミノ色 Chain色 CPK色 ‖ Jmol色 Rasmol色

酸性・中性・塩基性区別 極性・非極性区別
疎水性インデックス順 I/O値順(特性基 R) 等電点順
コンホメーション選択性(αヘリックスβストランド
水素結合(太) OFF
 
  
背景・黒 灰 白 


好熱性シアノバクテリアBP-1の光合成光化学系Iの構造3pcqの36量体(Chain A-F・I-M・X×3)


3pcq 36量体の全体表示とクロロフィルa・鉄硫黄クラスターのみの表示のアニメgif
【参考】 光化学協会 編,『夢の新エネルギー「人工光合成」とは何か 世界をリードする日本の科学技術』,p.87,講談社ブルーバックス(2016) ※図2-11は1jb0で説明

  
3pcqのクロロフィルaと鉄硫黄クラスターのみのデータ(左)とそのPDBsumデータ(右;96個のCLA中の[801(A)])


6lu1のChain B・C(クロロフィルaと鉄硫黄クラスターのみのデータ)


7coyのChain aA・aB(フェオフィチンa・クロロフィルd・クロロフィルd'と鉄硫黄クラスターほか含む)

  
7dr0のChain AとそのPDBsumデータ(鉄硫黄クラスターとβ-カロテン)

  
7f4vのChain aA・aB・aFとそのPDBsumデータ(メナキノン-4〈ビタミンK2の例〉;参考データ) → ビタミン


光化学系I(PSI)-周辺集光装置(LHCI)複合体7wznのChain B・C・G

  
光化学系I(PSI)-集光性色素タンパク質(IsiA)複合体7wzn
[左]PSI中のChain A・C [右]Chain 1-6(集光性色素タンパク質IsiA;Chain 2・3・6の原子はすべてUNK〈unknown〉)
東北大学プレスリリース(2023/02/21)Nature Communications論文(2023/02/17)


光化学系I(PSI)-周辺集光装置(LHCI)複合体8weyのChain A・CとPDBsumデータ


光化学系I(PSI)-フコキサンチンクロロフィル結合タンパク質(FCP)複合体8xlsのChain CとPDBsumデータ


クロロフィルaとbの吸収スペクトル例



3pcq_SF4(光合成,光化学系I)
I'/O' = 0.6622
リガンド球棒表示
CPK色 酸性・中性・塩基性 I/O値順
背景・黒 灰 白 
※参考:Nature 今週のハイライト(2011/02)

1jb0_SF4(光合成,光化学系I)
I'/O' = 0.6622
リガンド球棒表示
CPK色 酸性・中性・塩基性 I/O値順
背景・黒 灰 白 
※参考:今月の分子 No.22 - 光化学系I(PDBj)


初期表示:光合成光化学系IIの構造例5tis

5tis 同PDBsumデータ5tis_OEX$
7d1tのChain A・Y Chain Y(サブユニットPsbY)選択 同PDBsumデータ7d1t_OEX$(同時公開の7d1uもI'/O'値同じ)
7vd5のChain A 同Chain 11・12・13・14(FCPヘテロ四量体の例) A86・DD6・BCR(カロテノイド類3種)選択 同PDBsumデータ7vd5_OEX$

バックボーン 二次構造
全選択 タンパク質選択 リガンド選択 HB選択($印のみ)
Mn4CaO5クラスター選択 クロロフィルa(CLA)選択 クロロフィルc1(KC1)選択
Chain A(Mn4CaO5クラスター含む)選択 Chain M(PsbMクラスター)選択
別ページ参(PsbM欠損データ紹介)
空間充填 球棒 球60% スティック 針金 消去
アミノ色 Chain色 CPK色 ‖ Jmol色 Rasmol色

酸性・中性・塩基性区別 極性・非極性区別
疎水性インデックス順 I/O値順(特性基 R) 等電点順
コンホメーション選択性(αヘリックスβストランド
水素結合(太) OFF
 
  
背景・黒 灰 白 

  
[左]光合成光化学系IIの構造例
5tis [右]1s5l今月の分子 No.59 - 光化学系II(PDBj)参照)

  
[左]7vd5のChain 11・12・13・14(FCPヘテロ四量体の例) [中・右]同Chain AとそのPDBsumデータ



1s5l_OEC(光合成,光化学系II,マンガンクラスター)
I'/O' = 2.3955
リガンド球棒表示
CPK色 酸性・中性・塩基性 I/O値順

背景・黒 灰 白 

2axt_OEC (電子伝達,光化学系II,マンガンクラスター)
I'/O' = 2.5056
リガンド球棒表示
CPK色 酸性・中性・塩基性 I/O値順

背景・黒 灰 白 

3a0b_OEC (電子伝達,光化学系II,マンガンクラスター)
I'/O' = 2.5056
リガンド球棒表示
CPK色 酸性・中性・塩基性 I/O値順

背景・黒 灰 白 

3bz1_OEC (電子伝達,光化学系II,マンガンクラスター)
I'/O' = 2.5056
リガンド球棒表示
CPK色 酸性・中性・塩基性 I/O値順

背景・黒 灰 白 
※CaMn4O4クラスターの構造一覧:PDB OEC「生命の跳躍」p.130 図3.4参照;引用文献
→ CaMn4O5クラスターについては“歪んだ椅子”ページ参照


光合成光化学系IIの構造例3arc(現在3wu2に差替え)
※参考:
光合成酸素発生の謎を解明(SPring-8,2011/04/18)関連動画参照

バックボーン 二次構造
全選択 タンパク質選択 リガンド選択 HB選択($印のみ)
Mn4CaO5クラスター選択
(一方のMn4CaO5クラスターの近傍4分子のみ)

空間充填 球棒 球60% スティック 針金 消去
アミノ色 Chain色 CPK色 ‖ Jmol色 Rasmol色

酸性・中性・塩基性区別 極性・非極性区別
疎水性インデックス順 I/O値順(特性基 R) 等電点順
コンホメーション選択性(αヘリックスβストランド
水素結合(太) OFF
 
  
背景・黒 灰 白 


3arc_OEX(Mn4CaO5クラスター)
I'/O' = 2.1825
リガンド球棒表示
タンパク質選択 Mn4CaO5クラスター選択 水分子選択
空間充填 球棒 球60% スティック 針金 消去
CPK色 酸性・中性・塩基性 I/O値順

背景・黒 灰 白 

  
“歪んだ椅子”あるいは“ゆがんだ椅子”と表現されるクラスター


“歪んだ椅子”の仕様書(×は不要な結合)



1xg0(集光タンパク質) | 1xg0_PEB(集光性タンパク質フィコエリトリン,フィコエリスロビリン) I'/O' = 1.496,I/O(フィコエリスロビリン) = 1.164
1f99_PEB(集光性タンパク質フィコビリソーム,フィコエリスロビリン) I'/O' = 1.776,I/O(フィコエリスロビリン) = 1.164 | 1f99_CYC(集光性タンパク質フィコシアニン,フィコシアノビリン) I'/O' = 1.402,I/O(フィコシアノビリン) = 1.167
3l0f_CYC(集光性タンパク質フィコシアニン,フィコシアノビリン) I'/O' = 0.957,I/O(フィコシアノビリン) = 1.167
6lodのChain B(光合成代替複合体III;Chain BはFe-Sクラスター含有ヒドロゲナーゼコンポーネント1様タンパク質) | 同Fe-Sクラスターとヘムcの連続構造(Chain A・B・E) → Science Advances論文参照
8hw1のChain A(遠赤色光を吸収するための光捕集アンテナタンパク質〈Pc-frLHC〉) クロロフィルa(CLA)選択 → 東北大学プレスリリースNature Communications論文
8ix0のChain N(クロロフィルa/b結合タンパク質) XAT(ビオラキサンチン〈violaxanthin〉選択 同PDBsumデータ8ix0_XAT$ → Nature Plants論文 [クロロフィルa/b結合タンパク質 - 光合成事典

バックボーン 二次構造
全選択 タンパク質選択 リガンド選択 HB選択($印のみ)
空間充填 球棒 球60% スティック 針金 消去
アミノ色 Chain色 CPK色 ‖ Jmol色 Rasmol色
酸性・中性・塩基性区別 極性・非極性区別
疎水性インデックス順 I/O値順(特性基 R) 等電点順
コンホメーション選択性(αヘリックスβストランド
水素結合(太) OFF
 
  
背景・黒 灰 白 


集光タンパク質の構造例
1xg0
※参考:「光合成は量子コンピューティング」:複数箇所に同時存在 | (WIRED VISION,2011/02/10)

  
[左]光合成代替複合体III(ACIII)6lodのChain B(Chain BはFe-Sクラスター含有ヒドロゲナーゼコンポーネント1様タンパク質)
[右]同Fe-Sクラスターと7つのヘムcの連続構造(Chain A・B・Eより)


遠赤色光を吸収するための光捕集アンテナタンパク質(Pc-frLHC)8hw1のChain A,球表示はクロロフィルa
東北大学プレスリリース(2023/02/16)Nature Communications論文(2023/02/15)

  
ビオラキサンチン(violaxanthin)が結合したクロロフィルa/b結合タンパク質8ix0のChain NとそのPDBsumデータ
Nature Plants論文(2023/08/31)


光合成反応中心と集光アンテナタンパク質との複合体3wmm(初期表示)・5y5s7eqdほか
※参考:光合成反応中心と集光アンテナタンパク質との複合体の結晶構造を解明(SPring-8,2014/03/27)
Structure of the LH1-RC complex from Thermochromatium tepidum at 3.0Å(Nature,2014/03/26)
※同研究で3wmmがC2結晶,3wmn3wmoがP21結晶

3wmm(光捕集タンパク質複合体LH1-RC)
5y5s(同) → Jmolトピック
7eqdのChain M(同;rhodoquinoneが結合) RQ0(ロドキノン)選択 同PDBsumデータ 7eqd_RQ0$
7f0lのChain M(同) SPO(スフェロイデン)選択 CDL(カルジオリピン)選択 同PDBsumデータ 7f0l_SPO[807(M)]$ 同PDBsumデータ 7f0l_CDL[811(M)]$ [スフェロイデン - 光合成事典Cardiolipin - Wikipedia
7vrjのChain A・B・D・E(同) 同PDBsumデータ 7vrjABDE_lp[104(D)]$
7xxfのChain C(同) Phe27・Arg40選択
8wduのChain E・F(同) 同PDBsumデータ 8wdu_lp[503(F)]$
7vebのChain A・D(光捕集タンパク質複合体フィコビリソーム;フィコシアノビリンが結合) 同PDBsumデータ 7vebAD_lp[201(A)]$ [Phycobilisome - WikipediaPhycocyanobilin - Wikipedia
8k9o(シアノバクテリオクロムRcaE;フィコシアノビリンが結合) 同PDBsumデータ 8k9o_CYC$
7wlm(光合成アンテナ) 0IE(シフォナキサンチン)選択 同PDBsumデータ 7wlmA_lp[616(A)]$ [シフォナキサンチン - 光合成事典
1prc(光合成反応中心のみ)
8yeeのChain A(再構成光合成アンテナrLHCII,cif→pdb変換

バックボーン 二次構造
全選択 タンパク質選択 リガンド選択
C・L・M・H鎖(反応中心)選択
BCL選択 BPH選択 HEM選択 
HB選択($印のみ) 

空間充填 球棒 球60% スティック 針金 消去
アミノ色 Chain色 CPK色 ‖ Jmol色 Rasmol色

酸性・中性・塩基性区別 極性・非極性区別
疎水性インデックス順 I/O値順(特性基 R) 等電点順
コンホメーション選択性(αヘリックスβストランド
水素結合表示
 
  
背景・黒 灰 白 

  
[左]3wmm(BCL・BPH・HEMのみ表示) [右]5y5sJmolトピック参)


7eqdのChain M(rhodoquinoneが結合)とそのPDBsumデータ
日本医療研究開発機構「酸素の発生を伴わない光合成の謎を解明 ―光合成細菌の高効率なエネルギー変換を司る複合体の可視化により、太陽光利用などに役立つことが期待―」(2021/08/27)


7f0lのChain M(spheroidene・cardiolipinほかが結合)とそのPDBsumデータ
三重大学「酸素発生を伴わない光合成に関わる新しいタンパク質」(2021/11/04)


7vrjのChain A・B・D・EとそのPDBsumデータ
三重大学「温泉に棲息する光合成細菌の生き残り戦略」(2022/06/08)Journal of Biological Chemistry誌論文


8wduのChain A・B・D・EとそのPDBsumデータ
筑波大学「カルシウムが少ない環境に最適化した紅色硫黄細菌の光合成機構を解明」(2024/02/19)Communications Biology誌論文


7xxfのChain C
三重大学「酸性泉に適応した光合成細菌のタンパク質進」(2022/12/05)Communications Biology誌論文


7vebのChain A・DとそのPDBsumデータ
理研「藻類の太陽光エネルギーを吸収する仕組みを解明」(2022/06/17)Nature Communications誌論文


フィコシアノビリンが結合したシアノバクテリオクロムRcaE 8k9oとそのPDBsumデータ


光合成アンテナ7wlmとそのPDBsumデータ
大阪公立大学「海中での光合成、どうすれば効率的?メカニズムの解明に光〜クライオ電子顕微鏡法を用いて解析〜」(2022/12/05)BBA Advances誌論文


再構成光合成アンテナrLHCII 8yeeのChain A
大阪大学 蛋白質研究所「太陽光捕集メカニズムの解明へ一歩前進!人工的な光合成アンテナの構造解析に成功」(2024/09/27)PNAS Nexus誌論文



6CO2 + 6H2O
空間充填 球棒 スティック
全選択 二酸化炭素選択
   
背景・黒 灰 白 
光合成


グルコースの燃焼
(燃焼熱 = 2800 kJ/mol)


C6H12O6 + 6O2
空間充填 球棒 スティック
全選択 α-グルコース選択
   
背景・黒 灰 白 

簡略化しない反応式: 6CO2 + 12H2O → C6H12O6 + 6H2O + 6O2


グルコースの燃焼反応



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