산소진화복합체

Oxygen-evolving complex
콕 사이클. 망간 중심부의 산화 상태는 논쟁의 대상이 된다.
Photosystem II의 산소진화 복합체 MnOCA45 코어의 X선 결정 구조는 1.9 9의 분해능으로 한다.[1]

물 쪼개기 콤플렉스(OEC)라고도 하는 산소진화 콤플렉스(Oxcolving Complex, oecd)는 광합성 광반응 시 물의 광산화 현상이 발생하는 광시스템 II의 부분이다.[2] OEC는 멤브레인-루멘 인터페이스에서 광시스템 II의 4개의 핵심 단백질 서브유닛에 둘러싸여 있다.[3] 전체적인 물 산화 반응에서, 4개의 전자가 두 개의 물 분자에서 추출되어 4개의 양성자와 1개의2 O 분자가 생성된다.[3] 물을 산화시키기 위한 분자 기계는 네 번째가 물 산화에 충분한 산화력을 제공하기 전에 세 번의 빛 유도 전하 분리에 따른 산화 전위를 저장할 수 있는 능력이 필요하다.[4] OEC는 한 번에 하나씩+ 4개의 전자를 P680으로 전송한다. D1 폴리펩타이드의 티로신 잔여물은 P680에+ 대한 즉각적인 전자 기증이다.[4] 베셀 콕이 1970년 제안한 모델에 따르면 이 복합체는 S0~S4, S는0 최소 산화, S는4 최대 산화라는 5가지 상태로 존재할 수 있다. 광시스템 II에 흡수된 광자는 S에서 S까지0 4단계로 시스템을4 이동시킨다. S는4 불안정하며 분자 산소를 방출한다. 콤플렉스가 가장 낮은 상태인 S로0 리셋하기 위해 두 개의 새로운 물 분자를 결합하여 순환이 반복될 수 있도록 한다.[3]

OEC는 망간과 칼슘을 모두 함유한 야금자임 코어를 가지고 있으며, MnCaOCl41x1–2(HCO3)의 무기핵에 대한 경험적 공식이 있다.y 이 군집은 D와1 CP43 서브유닛의 아미노산 사이드 체인에 의해 조정되며 말초막 단백질에 의해 안정화된다.[3] 이러한 말초막 단백질은 OEE1 (PsbO), OE2 (PsbP) 및 OE3 (PsbQ)를 포함한다.; 네 번째 PsbR 펩타이드는 근처에 연관되어 있다. 다른 특성은 다음을 참조하십시오.[5]

현재 이 단지의 메커니즘은 완전히 이해되지 않고 있다.[6] 광 유도 콕 사이클을 통해 망간 산화가 일어나는 정확한 순서는 알[3] 수 없고 금속 성단을 둘러싼 Ca2+, Cl−, 막 단백질의 역할도 잘 파악되지 않는다. 알려진 것의 대부분은 플래시 실험, EPR, X선 분광법으로부터 추론되었다.[7]

초창기 대양에 망간 함유 광물 란시에이트와 올랑드라이트 등이 존재하면서 OEC의 진화가 촉발된 것으로 보인다. 광물은 초기 시아노박테리아에 의해 동화된 것으로 추정되며, 이 광물은 단지 내 활성 부지에 편입되었다.

구조에 대해 더 많은 것을 결정하기 위해, 대부분의 연구는 다양한 양성 상태에서 망간 코어 조광기를 만들고 그 결과 데이터를 복잡한 체내에서의 관찰된 행동과 비교하는 데 초점을 맞추고 있다.[8]

위치

OEC와 포토시스템 II는 엽록체와 시아노박테리아에서만 발견된다. 엽록체 내에서 포토시스템 II는 그라날 태라코이드와 스트롬 태라코이드로 구성된 태라코이드 막에 걸쳐 있다.[4]

참조

  1. ^ Umena, Yasufumi; Kawakami, Keisuke; Shen, Jian-Ren; Kamiya, Nobuo (May 2011). "Crystal structure of oxygen-evolving photosystem II at a resolution of 1.9 Å" (PDF). Nature. 473 (7345): 55–60. doi:10.1038/nature09913. PMID 21499260.
  2. ^ Raymond, J.; Blankenship, R. (2008). "The origin of the oxygen-evolving complex". Coordination Chemistry Reviews. 252 (3–4): 377–383. doi:10.1016/j.ccr.2007.08.026.
  3. ^ a b c d e Amin, Muhamed. "Computational Insights Into The Oxygen Evolving Complex Of Photosystem II".
  4. ^ a b c Johnson, James. "The Origin of Life - The Rise of the Oxygen Evolving Complex". www.chm.bris.ac.uk. Florida University. Retrieved 2020-04-30.
  5. ^ 추상 : 망간: 산소-진화 복합체와 모델1 : 무기화학 백과사전 : 와일리 인터사이언스
  6. ^ Yano, Junko; Kern, Jan; Yachandra, Vittal K.; Nilsson, Håkan; Koroidov, Sergey; Messinger, Johannes (2015). "Chapter 2, Section 2 Geometric and Electronic Structure of the Mn4CaO5 Cluster". In Peter M.H. Kroneck and Martha E. Sosa Torres (ed.). Sustaining Life on Planet Earth: Metalloenzymes Mastering Dioxygen and Other Chewy Gases. Metal Ions in Life Sciences. Vol. 15. Springer. pp. 13–43. doi:10.1007/978-3-319-12415-5_2. ISBN 978-3-319-12414-8. PMC 4688042. PMID 25707465.
  7. ^ Kok, B.; Forbush, B.; McGloin, M. (1970). "Cooperation of charges in photosynthetic O2 evolution. I. A linear four-step mechanism". Photochem. Photobiol. 11 (6): 467–475. doi:10.1111/j.1751-1097.1970.tb06017.x. PMID 5456273.
  8. ^ Cooper, Daniel Steven (2009). Towards models for the oxygen evolving centre of photosystem II and analysis of Lewis acidic metals within novel salen derivatives (phd thesis). Cardiff University.

추가 읽기

  • 프로필 북 2009, pp 83–87의 닉 레인의 '라이프 어센딩'은 OEC의 진화를 위한 가능한 경로를 개략적으로 보여준다.