光合成光化学系IIの部分構造例（“歪んだ椅子”）

◆ 光合成光化学系IIの部分構造例（“歪んだ椅子”） ◆
《旧タイトル：光合成に関係する生体分子PDB 3ARCの部分構造例》
→ 光合成に関係する生体分子のSITE例 ←
※2014/09/03に3ARCの更新データ3WU2が公開されました。

[TOPIC] 2014/12/03にSACLAによるフェムト秒X線結晶構造解析法で解析されて構造が公開されました。 → Jmolトピックス
[TOPIC] 大阪市立大学と岡山大学のチームによる研究が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！

［参考］石北央，『X線結晶構造解析による光合成反応機構の理解』，「化学」2017年12月号，p.64 図1（p.65で5ws5のMn₄CaO₆クラスターにも言及）

●光合成光化学反応中心光化学系II関連／Mn₄CaO₅クラスター含む

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（OEX）選択　Mn₄CaO₆クラスター（OEY）選択
クロロフィルa（CLA）選択　βカロテン（BCR）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（太）　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　紺

3arcのChain A（Thermosynechococcus vulcanusの光化学系II；現在3arcは3wu2に更新）　同PDBsumデータ 3arc_OEX（Mn₄CaO₅クラスター；水4分子追加）*$
光化学系IIの全体構造例： 5tis　Chain A（Mn₄CaO₅クラスター含む）選択　Chain M（PsbMクラスター）選択　PL9（プラストキノン-9）選択

【以下参考】

SACLAによる2014/12/03公開データ：4ub6のChain A（同上）　PL9選択

2016/01/20公開データ：4yuuのChain A（cifフォーマット）

2016/05/25公開データ：3jcuのChain A-Z　PL9選択

2016/11/23公開データ：5kafのChain A ｜ 5kaiのChain A ｜ 5tisのChain A　PL9選択

2017/02/01公開データ：5b5eのChain A ｜ 5b66のChain A　PL9選択

2017/03/15公開データ：5gthのChain A ｜ 5gtiのChain A ｜ 5ws5のChain A ｜ 5ws6のChain A　OEY（Mn₄CaO₆クラスター）選択　PL9選択 ∥ ※参考： 5ws5のChain M（PsbM）｜ 5ws6のChain M

2017/03/22公開データ：5h2f（PsbM欠損）のChain A　PL9選択　同PDBsumデータ5h2f_OEX$

2017/08/30公開データ：5v2cのChain A　PL9選択　同PDBsumデータ5v2c_OEX$

2017/09/20公開データ：5xnlのChain A（クライオ電子顕微鏡による）　PL9選択　同PDBsumデータ5xnl_OEX$　→ Jmolトピック

2018/08/01公開データ：5zznのChain A　PL9選択　同PDBsumデータ5zzn_OEX$

2018/11/21公開データ：6dhoのChain A　PL9選択　OEY（Ca-Mn₄-O₆ cluster）選択　同PDBsumデータ6dhoA_lp_OEX-OEY$

2019/07/31公開データ：6jluのChain A　PL9選択　PHO（フェオフィチンa）選択

2019/07/31公開データ：6j40のChain C

2019/10/16公開データ：6jlp［3F state, dataset2］のChain A　OEX選択　OEY選択　同OEX・OEYの重ね合わせ構造のみ　同PDBsumデータ6jlp_OEX$　同PDBsumデータ6jlp_OEY$ ｜ 6jlo［2F state, dataset2］のOEX・OEY重ね合わせ構造のみ　同PDBsumデータ6jlo_OEX$　同PDBsumデータ6jlo_OEY$ ｜ 6jln［1F state, dataset2］のOEX・OEY重ね合わせ構造のみ　同PDBsumデータ6jln_OEX$　同PDBsumデータ6jln_OEY$

2019/10/23公開データ：6kadのChain A

2021/03/31公開データ：7d1tのChain A・Y　Chain Y（サブユニットPsbY）選択　同PDBsumデータ7d1t_OEX$（同時発表の7d1uもI'/O'値同じ）

2021/11/17公開データ：7rf8のChain a（PDBx/mmCIF 変換サービスでCIF→PDB変換）　OEX（A座標）選択　OEY（B座標）選択

2022/03/02公開データ：7vd5のChain A　同PDBsumデータ7vd5_OEX$　→ 同Chain 11・12・13・14（FCPヘテロ四量体の例）

2023/02/01公開データ：7y5eのChain AL

2023/03/22公開データ：8f4fのChain A　Asp61球棒表示／α炭素ラベル表示（A・B座標あり；Nature論文Fig. 2参照）　同PDBsumデータ8f4f_OEY[601(A)；A・B座標のうちA座標]$

2023/07/06公開データ：8gn2のChain A　同PDBsumデータ8gn2_OEX[401(A)]$

2024/01/17公開データ：8irhのChain A　同PDBsumデータ8irh_OEX_HOH[401(A)；近傍4水分子含む]$

2025/02/19公開データ：9eh5のPDBsumデータ9eh5_OEX[401(A)]$

光合成光化学系IIの構造例3arcのChain A ほか
※リガンドはOEX（Mn₄CaO₅クラスター；近傍に水4分子），CLA（クロロフィルa），PHO（フェオフィチンa）のみ
※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

3arc（Chain A）のPyMOLによる上記モデル表示例（左）とKawakami Model（右）

同上

［左］PDB 5tis（Chain A・Mを球表示）　［中］5ws6のChain M（PsbMサブユニット）　［右］7rf8のChain a

7vd5のChain AとそのPDBsumデータ（3wu2〈旧3arc〉の川上モデル写真と並べて）

7y5eのChain ALとそのMn₄CaO₅クラスター近傍の拡大 8f4f

8f4fのChain Aとクラスター近傍（A・B座標あり）の拡大図，および同PDBsumデータ（Ca-Mn₄-O₆クラスター，A・B座標のうちA座標）

8gn2のChain Aと同PDBsumデータ

［左・中］8irhのChain Aと同PDBsumデータ[401(A)；近傍4水分子含む]
［右］9eh5のPDBsumデータ

グルコースの燃焼反応（逆反応が光合成）

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　
空間充填　球棒　球60％　スティック（太）　針金
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　紺

同上
※リガンドはOEXのみ（近傍に水4分子）

●アミノ色表示の凡例
ASP　GLU　CYS　MET　LYS　ARG　SER　THR　PHE　TYR　ASN　GLN　GLY　LEU　VAL　ILE　ALA　TRP　HIS　PRO
●酸性・中性〈芳香族〉・塩基性アミノ酸区別表示の凡例
ASP　GLU　GLY　ALA　VAL　LEU　ILE　CYS　SER　THR　ASN　GLN　PRO　MET　PHE　TYR　TRP　LYS　ARG　HIS
●極性〈酸性・塩基性〉・非極性（疎水性）アミノ酸区別
SER　THR　TYR　CYS　ASN　GLN　ASP　GLU　LYS　ARG　HIS　GLY　ALA　VAL　LEU　ILE　PHE　PRO　MET　TRP
●疎水性インデックス順
ARG　LYS　ASN　ASP　GLN　GLU　HIS　PRO　TYR　TRP　SER　THR　GLY　ALA　MET　CYS　PHE　LEU　VAL　ILE
●有機概念図I/O値順（特性基 R）
ASN　SER　ASP　GLN　GLU　THR　ARG　HIS　GLY　LYS　TYR　TRP　CYS　MET　PRO　PHE　ALA　VAL　LEU　ILE
●等電点順
ASP　GLU　CYS　ASN　PHE　GLN　TYR　SER　MET　TRP　VAL　GLY　LEU　ALA　ILE　THR　PRO　HIS　LYS　ARG

3arc_OEX（Mn₄CaO₅クラスター；水4分子追加）
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　　
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　紺

3wu2_OEX（Mn₄CaO₅クラスター；3arcの更新データ）
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
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　紺

3jcu_OEX（Mn₄CaO₅クラスター）
I'/O'＝2.3923
リガンド球棒表示
タンパク質選択　Mn₄CaO₅クラスター選択
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　紺

※Mn₄CaO₅クラスターを含む2014/07/08公開データ掲載Jmolトピックス，および2014/07/15公開データ掲載トピックス（Nature ハイライト，2014/09/11）参照

5kaf_OEX（Mn₄CaO₅クラスター）[Chain A]
dark-adapted (S₁)
I'/O'＝2.3923
リガンド球棒表示
タンパク質選択　Mn₄CaO₅クラスター選択
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　紺

5kai_OEX（Mn₄CaO₅クラスター）[Chain A]
ammonia-bound two-flash illuminated (2F-NH₃; S₃-enriched)
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
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　紺

5tis_OEX（Mn₄CaO₅クラスター）[Chain A]
two-flash illuminated (2F; S₃-enriched)
I'/O'＝2.3923
リガンド球棒表示
タンパク質選択　Mn₄CaO₅クラスター選択
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　紺

※2016/11/23公開のMn₄CaO₅クラスターのPDBsumデータ（Nature，2016/11/21）参照

5ws5_OEX（Mn₄CaO₅クラスター）[Chain A]
dark-adapted (S₁)
I'/O'＝2.3923
リガンド球棒表示
タンパク質選択　Mn₄CaO₅クラスター選択
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　紺

5ws6_OEX（Mn₄CaO₅クラスター）[Chain A]
ammonia-bound two-flash illuminated (2F-NH₃; S₃-enriched)
I'/O'＝2.3923
リガンド球棒表示
タンパク質選択　Mn₄CaO₅クラスター選択
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　紺

5ws6_OEY（Mn₄CaO₆クラスター）[Chain A]
two-flash illuminated (2F; S₃-enriched)
I'/O'＝2.1825
リガンド球棒表示
タンパク質選択　Mn₄CaO₆クラスター選択
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　紺

※2017/03/15公開のMn₄CaO₅クラスターおよびMn₄CaO₆クラスターのPDBsumデータ（SPring-8，2017/02/21）参照