2025/04/01 更新

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スギウラ ミワ
杉浦 美羽
Sugiura Miwa
所属
先端研究院 プロテオサイエンスセンター 准教授
職名
准教授
連絡先
メールアドレス
外部リンク

学位

  • 博士(農学) ( 神戸大学 )

研究キーワード

  • 次世代バイオ燃料

  • 酸化還元電位

  • 部位特異的変異

  • 励起・電荷分離

  • 電子伝達

  • 水の酸化反応

  • 生体エネルギー変換

  • 光化学系II

  • 光合成

  • 好熱性シアノバクテリア

  • バイオリメディエーション

研究分野

  • ライフサイエンス / 生物物理学

  • ライフサイエンス / 機能生物化学

  • ライフサイエンス / 応用微生物学

研究テーマ

  • 光合成による水の酸化機構解明

  • 光合成の電子伝達コファクターの酸化還元電位の調節機構の解明

  • 光合成における光ストレス障害からの防御機構の分子レベルでの解明

  • 光合成初発反応の励起と電荷分離機構の解明

  • 改良型好熱性シアノバクテリアによる環境汚染物質の浄化への応用

学歴

  • 神戸大学   自然科学研究科   生命機能化学

    - 1997年

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    国名: 日本国

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  • 神戸大学

    - 1997年

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  • 神戸大学

    - 1994年

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  • 神戸大学   理学研究科   生物学

    - 1994年

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    国名: 日本国

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経歴

  • 愛媛大学   プロテオサイエンスセンター(無細胞生命科学工学研究センターから名称変更)   准教授

    2013年4月 - 現在

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  • 科学技術振興機構ーさきがけ   研究員(兼任)

    2010年10月 - 2016年3月

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  • 放送大学   講師(兼任)

    2010年4月 - 2011年3月

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  • 国立研究開発法人科学技術振興機構

    2010年 - 2016年

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  • 愛媛大学   無細胞生命科学工学研究センター   准教授

    2008年5月 - 2013年3月

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  • 大阪府立大学

    2005年 - 2007年

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  • 大阪府立大学大学院 農学生命科学研究科

    2000年 - 2005年

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  • 大阪府立大学   助教

    1999年4月 - 2008年4月

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  • 大阪府立大学大学院 農学研究科

    1999年 - 2000年

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  • 東京農工大学

    1999年

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  • 特定国立研究開発法人理化学研究所

    1997年 - 1999年

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  • 理化学研究所

    1997年 - 1999年

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所属学協会

委員歴

  • 日本学術振興会   科学研究費委員会専門委員  

    2020年12月 - 2021年11月   

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    団体区分:政府

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  • 日本学術振興会   科学研究費委員会専門委員  

    2018年12月 - 2019年11月   

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    団体区分:政府

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  • カーボン・エネルギーコントロール社会協議会   光合成ネットワーク代表  

    2017年11月 - 現在   

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    団体区分:学協会

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  • 光合成学会学会誌「光合成研究」   ゲストエディター  

    2017年1月 - 2017年12月   

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    団体区分:学協会

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  • 日本光合成学会   常任幹事  

    2014年4月 - 2017年3月   

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    団体区分:学協会

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  • 日本女性科学者の会   選挙管理委員  

    2014年4月 - 2015年3月   

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    団体区分:学協会

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  • 日本ナノメディシン交流協会   理事  

    2013年4月 - 2015年3月   

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    団体区分:学協会

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  • 日本光合成学会   幹事  

    2013年4月 - 2014年3月   

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    団体区分:学協会

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  • 日本学術振興会   科学研究費委員会専門委員  

    2012年12月 - 2014年11月   

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    団体区分:学協会

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  • 日本生物物理学会   日本生物物理学会誌 地区編集委員  

    2011年 - 2013年   

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    団体区分:学協会

    日本生物物理学会

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論文

  • Tuning of the ChlD1 and ChlD2 properties in Photosystem II by site-directed mutagenesis of neighbouring amino acids 査読

    Sugiura, M, Kimura, M, Koyama, K, Nakamura, M, Shimamoto, N, Takegawa, Y, Sellés, J, Boussac, A, Rutherford, A.W

    Biochim. Biophys. Acta (Bioenergetics)   in press   149013   2023年10月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.bbabio.2023.149013

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  • New insights into the involvement of residue D1/V185 in photosystem II function in Synechocystis 6803 and Thermosynechococcus vestitus. 査読 国際誌

    Biochim. Biophys. Acta (Bioenergetics)   1866 ( 2 )   149550 - 149550   2025年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.bbabio.2025.149550

    PubMed

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  • Kinetics of reformation of the S0 state capable of progressing to the S1 state after the O2 release by photosystem II. 査読 国際誌

    Photosynth. Res.   163 ( 1 )   5 - 5   2025年1月

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    担当区分:最終著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s11120-024-01131-4

    PubMed

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  • Investigation of electrochromic band-shifts in the Soret region induced by the formation of TyrD•, TyrZ•, and QA•- in Photosystem II

    Boussac, A., Noguchi, T., Rutherford, A.W., Sellés, J., Sugiura, M., Viola, S.

    BioRxiv   2024年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1101/2024.11.21.624785

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  • Energetics and proton release in Photosystem II from Thermosynechococcus elongatus with a D1 protein encoded by either the psbA2 or psbA3 gene 査読

    Boussac, A, Sellés, J, Sugiura, M

    Biochim. Biophys. Acta (Bioenergetics)   1864 ( 3 )   148979 - 148979   2023年6月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.bbabio.2023.148979

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  • Absorption changes in Photosystem II in the Soret band region upon the formation of the chlorophyll cation radical [PD1PD2]+ 査読

    Boussac, A, Sugiura, M, Nakamura, M, Nagao, R, Noguchi, T, Viola, S, Rutherford, A.W, Sellés, J

    Photosynth. Res   2023年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1101/2022.05.12.491653

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    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s11120-023-01049-3/fulltext.html

  • Crystal structures of photosystem II from a cyanobacterium expressing psbA2 in comparison to psbA3 reveal differences in the D1 subunit 査読 国際誌

    Nakajima, Y, Ugai-Amo, N, Tone, N, Nakagawa, N, Iwai, M, Ikeuchi, M, Sugiura, M, Suga. M, Shen, J.-R

    J. Biol. Chem.   298 ( 12 )   102668 - 102668   2022年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jbc.2022.102668

    PubMed

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  • Probing the proton release by Photosystem II in the S1 to S2 high-spin transition 査読

    Boussac, A, Sugiura, M, Sellés, J

    Biochim. Biophys. Acta (Bioenergetics),   1863   148546   2022年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Absorption changes in Photosystem II in the Soret band region upon the formation of the chlorophyll cation radical [PD1PD2]+

    Boussac, A, Sugiura, M, Nakamura, M, Rutherford, A. W, Stefania, V, Sellés, J

    BioRxiv   2022年5月

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    記述言語:英語  

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  • Properties of Photosystem II lacking the PsbJ subunit 査読

    Boussac, A., Sellés, J., Hamon, M., and Sugiura, M.

    152   347 - 361   2022年4月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s11120-021-00880-w

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    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s11120-021-00880-w/fulltext.html

  • Probing the role of Arginine 323 of the D1 protein in Photosystem II function 査読

    Miwa Sugiura, Tomonori Taniguchi, Nanami Tango, Makoto Nakamura, Julien Sellés, and Alain Boussac

    Physiol. Plant.   171   183 - 199   2021年4月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 明らかにされつつある光合成によるエネルギー変換のしくみと応用への期待 招待 査読

    杉浦 美羽

    電気評論   ( 4月号 )   18 - 25   2021年4月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • What can we still learn from the electrochromic band-shifts in Photosystem II? 査読

    Boussac, A., Sellés, J., and Sugiura, M.

    Biochim. Biophys. Acta (Bioenergetics)   1861   148176   2020年

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    担当区分:最終著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • New insights on ChlD1 function in Photosystem II from site-directed mutants of D1-T179 in Thermosynechococcus elongatus 査読

    杉浦 美羽

    Biochim. Biophys. Acta (Bioenergetics)   1860   309 - 309   2019年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Consequences of structural modifications in cytochrome b559 on the electron acceptor side of Photosystem II 査読

    Nakamura M, Boussac, A, Sugiura, M

    Photosynth. Res.   139   475 - 486   2019年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Proton release process during the S2-to-S3 transition of photosynthetic water oxidation as revealed by the pH dependence of kinetics monitored by time-resolved infrared spectroscopy 査読

    Takemoto, H, Sugiura, M, Noguchi, T

    Biochemistry   58   4276 - 4283   2019年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • An alternative plant-like cyanobacterial ferredoxin with unprecedented structural and functional properties 査読

    Motomura, T, Zuccarello, L, Sétif, P, Boussac, A, Yasufumi, U, Lemaire, D, Tripathy, J.N, Sugiura, M, Hienerwadel, R, Shen, J.R, Berthomieu, C

    Biochim. Biophys. Acta (Bioenergetics)   1860 ( 11 )   2019年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.bbabio.2019.148084

    Web of Science

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  • The low spin - high spin equilibrium in the S2-state of the water oxidizing enzyme 査読

    Alain Boussac, Ilke Ugur, Antoine Marion, Miwa Sugiura, Ville R.I. Kaila, A. William Rutherford

    Biochimica et Biophysica Acta - Bioenergetics   1859 ( 5 )   342 - 356   2018年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier B.V.  

    In Photosystem II (PSII), the Mn4CaO5-cluster of the active site advances through five sequential oxidation states (S0 to S4) before water is oxidized and O2 is generated. Here, we have studied the transition between the low spin (LS) and high spin (HS) configurations of S2 using EPR spectroscopy, quantum chemical calculations using Density Functional Theory (DFT), and time-resolved UV-visible absorption spectroscopy. The EPR experiments show that the equilibrium between S2 LS and S2 HS is pH dependent, with a pKa ≈ 8.3 (n ≈ 4) for the native Mn4CaO5 and pKa ≈ 7.5 (n ≈ 1) for Mn4SrO5. The DFT results suggest that exchanging Ca with Sr modifies the electronic structure of several titratable groups within the active site, including groups that are not direct ligands to Ca/Sr, e.g., W1/W2, Asp61, His332 and His337. This is consistent with the complex modification of the pKa upon the Ca/Sr exchange. EPR also showed that NH3 addition reversed the effect of high pH, NH3-S2 LS being present at all pH values studied. Absorption spectroscopy indicates that NH3 is no longer bound in the S3TyrZ [rad] state, consistent with EPR data showing minor or no NH3-induced modification of S3 and S0. In both Ca-PSII and Sr-PSII, S2 HS was capable of advancing to S3 at low temperature (198 K). This is an experimental demonstration that the S2 LS is formed first and advances to S3 via the S2 HS state without detectable intermediates. We discuss the nature of the changes occurring in the S2 LS to S2 HS transition which allow the S2 HS to S3 transition to occur below 200 K. This work also provides a protocol for generating S3 in concentrated samples without the need for saturating flashes.

    DOI: 10.1016/j.bbabio.2018.02.010

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  • Bio-inorganic hybrid photoanodes of photosystem II and ferricyanide-intercalated layered double hydroxide for visible-light-driven water oxidation 査読

    Masaru Kato, Hisako Sato, Ichizo Yagi, Miwa Sugiura

    Electrochimica Acta   264   386 - 392   2018年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier Ltd  

    Photosynthesis converts solar energy into chemical energy. Photosystem II (PSII) oxidizes water to produce oxygen, electrons and protons under solar light irradiation. This light-driven water oxidation initiates a series of reactions in photosynthesis. Basic photoelectrochemical studies on PSII are directed toward the enzymatic applications of PSII for sustainable production of electricity or solar fuels. To maximize the photoelectrochemical catalytic activity of PSII on electrode substrates, interfacial designs between PSII and electrode substrates are important. Herein, we report bio-inorganic photoanodes of PSII and ferricyanide-intercalated layered double hydroxide (LDH) for visible-light-driven water oxidation. PSII is simply drop-cast onto a ferricyanide-intercalated cobalt–aluminum LDH and then shows a turnover frequency of 0.5 ± 0.1 s−1 and a turnover number of 920 ± 40 for 1 h at pH 6.5 at +0.5 V vs. NHE under visible light irradiation. Photoelectrochemical experiments using a PSII inhibitor or a bio-engineered PSII suggest that interfacial electron transfer from the plastoquinone QA site of PSII to ferricyanide may play an important role in improving the photo-electrocatalytic activity and stability of PSII. Our studies will open up new possibilities in fundamental or advanced photoelectrochemical studies of PSII.

    DOI: 10.1016/j.electacta.2018.01.133

    Scopus

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  • Mechanism of proton-coupled electron transfer in the S0-to-S1 transition of photosynthetic water oxidation as revealed by time-resolved infrared spectroscopy J. Phys. Chem. B 査読

    Shimizu, T, Sugiura, M, Noguchi, T

    J. Phys. Chem. B   122   9460 - 9470   2018年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Probing the role of Valine 185 of the D1 protein in the Photosystem II oxygen evolution 査読

    Sugiura, M, Tibiletti, T, Takachi, I, Hara, Y, Kanawaku, S, Sellés, J, Boussac, A

    Biochim. Biophys. Acta (Bioenergetics)   1859   1259 - 1273   2018年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • A Photoregulated ATP Generation System for In Vitro Motility Assay 査読

    Arif Md. Rashedul Kabir, Masaki Ito, Kyohei Uenishi, Shizuka Anan, Akihiko Konagaya, Kazuki Sada, Miwa Sugiura, Akira Kakugo

    CHEMISTRY LETTERS   46 ( 2 )   178 - 180   2017年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:CHEMICAL SOC JAPAN  

    We have demonstrated in vitro motility assay of microtubules on a kinesin-coated substrate by using adenosine triphosphate (ATP) generated from microsphere gels containing thylakoid membranes. Upon photoirradiation, the gels generated ATP, which was utilized for performing gliding motions of microtubules. This work may facilitate the development of a localized ATP generation system in the in vitro motility assay, which consequently would widen the applications of biomolecular motors in nanotechnology.

    DOI: 10.1246/cl.160903

    Web of Science

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  • Crystal structure and redox properties of a novel cyanobacterial heme protein with a His/Cys heme axial ligation and a Per-Arnt-Sim (PAS)-like domain 査読

    Taiki Motomura, Michihiro Suga, Rainer Hienerwadel, Akiko Nakagawa, Thanh-Lan Lai, Wolfgang Nitschke, Takahiro Kuma, Miwa Sugiura, Alain Boussac, Jian-Ren Shen

    Journal of Biological Chemistry   292 ( 23 )   9599 - 9612   2017年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Society for Biochemistry and Molecular Biology Inc.  

    Photosystem II catalyzes light-induced water oxidation leading to the generation of dioxygen indispensable for sustaining aerobic life on Earth. The Photosystem II reaction center is composed of D1 and D2 proteins encoded by psbA and psbD genes, respectively. In cyanobacteria, different psbA genes are present in the genome. The thermophilic cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus contains three psbA genes: psbA1, psbA2, and psbA3, and a new c-type heme protein, Tll0287, was found to be expressed in a strain expressing the psbA2 gene only, but the structure and function of Tll0287 are unknown. Here we solved the crystal structure of Tll0287 at a 2.0 Å resolution. The overall structure of Tll0287 was found to be similar to some kinases and sensor proteins with a Per-Arnt-Sim-like domain rather than to other c-type cytochromes. The fifth and sixth axial ligands for the heme were Cys and His, instead of the His/ Met or His/His ligand pairs observed for most of the c-type hemes. The redox potential, E12, of Tll0287 was 255 ± 20 mV versus normal hydrogen electrode at pH values above 7.5. Below this pH value, the E12 increased by ≈57 mV/pH unit at 15 °C, suggesting the involvement of a protonatable group with a pKred 7.2 ± 0.3. Possible functions of Tll0287 as a redox sensor under microaerobic conditions or a cytochrome subunit of an H2S-oxidizing system are discussed in view of the environmental conditions in which psbA2 is expressed, as well as phylogenetic analysis, structural, and sequence homologies.

    DOI: 10.1074/jbc.M116.746263

    Scopus

    PubMed

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  • Corrigendum to “Influence of Histidine-198 of the D1 subunit on the properties of the primary electron donor, P680, of Photosystem II in Thermosynechococcus elongatus” 査読

    杉浦 美羽

    Biochim. Biophys. Acta (Bioenergetics)   1857 ( 12 )   1943 - 1948   2016年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.bbabio.2016.09.012

    Web of Science

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  • Electron transfer pathways from the S2-states to the S3-states either after a Ca2+/Sr2+ or a Cl-/I- exchange in Photosystem II from Thermosynechococcus elongatus. 査読

    Boussac A, Rutherford AW, Sugiura M

    Biochimica et biophysica acta   1847 ( 6-7 )   576 - 586   2015年6月

  • Electron transfer pathways from the S-2-states to the S-3-states either after a Ca2+/Sr2+ or a Cl-/I- exchange in Photosystem II from 査読

    Alain Boussac, A. William Rutherford, Miwa Sugiura

    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOENERGETICS   1847 ( 6-7 )   576 - 586   2015年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    The site for water oxidation in Photosystem II (PSII) goes through five sequential oxidation states (S-0 to S-4) before O-2 is evolved. It consists of a Mn4CaO5-cluster close to a redox-active tyrosine residue (Y-z). Cl is also required for enzyme activity. By using EPR spectroscopy it has been shown that both Ca2+/Sr2+ exchange and Cl-/I- exchange perturb the proportions of centers showing high (S = 5/2) and low spin (S = 1/2) forms of the Systate. The S-3-state was also found to be heterogeneous with: i) a S = 3 form that is detectable by EPR and not sensitive to near-infrared light; and ii) a form that is not EPR visible but in which Mn photochemistry occurs resulting in the formation of a (S2Yz)' split EPR signal upon near-infrared illumination. In Sr/Cl-PSII, the high spin (S = 5/2) form of S-2 shows a marked heterogeneity with a g = 4.3 form generated at low temperature that converts to a relaxed form at g = 4.9 at higher temperatures. The high spin g = 4.9 form can then progress to the EPR detectable form of S-3 at temperatures as low as 180 K whereas the low spin (S = 1/2) S-2-state can only advance to the S-3 state at temperatures >= 235 K. Both of the two S-2 configurations and the two S-3 configurations are each shown to be in equilibrium at >= 235K but not at 198 K. Since both S-2 configurations are formed at 198 K, they likely arise from two specific populations of Si. The existence of heterogeneous populations in Si, Sy and S-3 states may be related to the structural flexibility associated with the positioning of the oxygen O-5 within the cluster highlighted in computational approaches and which has been linked to substrate exchange. These data are discussed in the context of recent in silico studies of the electron transfer pathways between the S-2-state(s) and the S-3-state(s).

    DOI: 10.1016/j.bbabio.2015.03.006

    Web of Science

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  • Assembly of oxygen-evolving Photosystem II efficiently occurs with the apo-Cytb559 but the holo-Cytb559 accelerates the recovery of a functional enzyme upon photoinhibition. 査読

    Sugiura M, Nakamura M, Koyama K, Boussac A

    Biochimica et biophysica acta   1847 ( 2 )   276 - 285   2015年2月

  • Assembly of oxygen-evolving Photosystem II efficiently occurs with the apo-Cytb(559) but the holo-Cytb(559) accelerates the recovery of a functional enzyme upon photoinhibition 査読

    Miwa Sugiura, Makoto Nakamura, Kazumi Koyama, Alain Boussac

    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOENERGETICS   1847 ( 2 )   276 - 285   2015年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    Cytb(559) in Photosystem II is a heterodimeric b-type cytochrome. The subunits, PsbE and PsbF, consist each in a membrane alpha-helix. Roles for Cytb559 remain elusive. In Thermosynechococcus elongatus, taking advantage of the robustness of the PSII variant with PsbA3 as the D1 subunit (WT*3), 4 mutants were designed hoping to get mutants nevertheless the obligatory phototrophy of this cyanobacterium. In two of them, an axial histidine ligand of the haem-iron was substituted for either a methionine, PsbE/H23M, which could be potentially a ligand or for an alanine, PsbE/H23A, which cannot. In the other mutants, PsbE/Y19F and PsbE/T26P, the environment around PsbE/H23 was expected to be modified. From EPR, MALDI-TOF and O-2 evolution activity measurements, the following results were obtained: Whereas the PsbE/H23M and PsbE/H23A mutants assemble only an apo-Cytb(559) the steady-state level of active PSII was comparable to that in WT*3. The lack of the haem or, in PsbE/T26P, conversion of the high-potential into a lower potential form, slowed-down the recovery rate of the O-2 activity after high-light illumination but did not affect the photoinhibition rate. This resulted in the following order for the steady-state level of active PSII centers under high-light conditions: PsbE/H23M approximate to PsbE/H23A << PsbE/Y19F <= PsbE/T26P <= WT*3. These data show i) that the haem has no structural role provided that PsbE and PsbF are present, ii) a lack of correlation between the rate of photoinhibition and the E-m of the haem and iii) that the holo-Cytb(559) favors the recovery of a functional enzyme upon photoinhibition. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.bbabio.2014.11.009

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  • The D1-173 amino acid is a structural determinant of the critical interaction between D1-Tyr161 (Tyr(z)) and D1-His190 in Photosystem II 査読

    Miwa Sugiura, Yui Ozaki, Masato Nakamura, Nicholas Cox, Fabrice Rappaport, Alain Boussac

    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOENERGETICS   1837 ( 12 )   1922 - 1931   2014年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    The main cofactors of Photosystem II (PSII) are borne by the D1 and D2 subunits. In the thermophilic cyanobacterium The rmosynechococcus elongatus, three psbA genes encoding D1 are found in the genome. Among the 344 residues constituting the mature form of D1, there are 21 substitutions between PsbAl and PsbA3, 31 between PsbAl and PsbA2, and 27 between PsbA2 and PsbA3. In a previous study (Sugiura et al., J. Biol. Chem. 287 (2012), 13336-13347) we found that the oxidation kinetics and spectroscopic properties of Tyr(z) were altered in PsbA2-PSII when compared to PsbA(1/3)-PSII. The comparison of the different amino add sequences identified the residues Cys144 and Pro173 found in PsbAl and PsbA3, as being substituted in PsbA2 by Pro144 and Met173, and thus possible candidates accounting for the changes in the geometry and/or the environment of the Tyr(z)/His190 phenol/imidizol motif. Indeed, these amino acids are located upstream of the alpha-helix bearing Tyr(z) and between the two alpha-helices bearing Tyr(z) and its hydrogen-bonded partner, Dl/His190. Here, site-directed mutants of PSII, PsbA3/Pro173Met and PsbA2/Met173Pro, were analyzed using X-and W-band EPR and UV-visible time-resolved absorption spectroscopy. The Pro173Met substitution in PsbA2-PSII versus PsbA3-PSII is shown to be the main structural determinant of the previously described functional differences between PsbA2-PSII and PsbA3-PSII. In PsbA2-PSII and PsbA3/Pro173Met-PSII, we found that the oxidation of Tyr(z) by P-680(+center dot) was specifically slowed during the transition between S-states associated with proton release. We thus propose that the increase of the electrostatic charge of the Mn4CaO5 cluster in the S-2 and S-3 states could weaken the strength of the H-bond interaction between Tyr(z)(center dot) and Dl/His190 in PsbA2 versus PsbA3 and/or induce structural modification(s) of the water molecules network around Tyr(z). (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.bbabio.2014.08.008

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  • The D1-173 amino acid is a structural determinant of the critical interaction between D1-Tyr161 (TyrZ) and D1-His190 in Photosystem II. 査読

    Sugiura M, Ozaki Y, Nakamura M, Cox N, Rappaport F, Boussac A

    Biochimica et biophysica acta   1837 ( 12 )   1922 - 1931   2014年12月

  • Variants of photosystem II D1 protein in Thermosynechococcus elongatus 査読

    Miwa Sugiura, Alain Boussac

    RESEARCH ON CHEMICAL INTERMEDIATES   40 ( 9 )   3219 - 3229   2014年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SPRINGER  

    Cyanobacteria have several psbA genes encoding PsbA, the D1 reaction center protein of the photosystem II (PSII) complex which bears, with PsbD, the D2 protein, most of the cofactors involved in electron-transfer reactions. The thermophilic cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus has three psbA genes differently expressed depending on the environmental conditions. Among the 344 residues constituting each of the three possible PsbA variants there are 21 substitutions between PsbA1 and PsbA3, 31 between PsbA1 and PsbA2, and 27 between PsbA2 and PsbA3. In this review, we briefly summarize the changes already identified in the properties of the redox cofactors depending on the D1 variant constituting PSII in T. elongatus.

    DOI: 10.1007/s11164-014-1828-x

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  • Some Photosystem II properties depending on the D1 protein variants in Thermosynechococcus elongatus. 査読

    Sugiura M, Boussac A

    Biochimica et biophysica acta   1837 ( 9 )   1427 - 1434   2014年9月

  • Modification of the pheophytin redox potential in Thermosynechococcus elongatus Photosystem II with PsbA3 as D1. 査読

    Sugiura M, Azami C, Koyama K, Rutherford AW, Rappaport F, Boussac A

    Biochimica et biophysica acta   1837 ( 1 )   139 - 148   2014年1月

  • 2P252 光化学系IIにおけるTyrZ - D1/His190の距離とPCETの関係(18B. 光生物:光合成,ポスター,第52回日本生物物理学会年会(2014年度))

    Sugiura Miwa, Ogami Shogo, Rappaport Fabrice, Boussac Alain

    生物物理   54 ( 1 )   S236   2014年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.54.S236_6

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  • Evidence for an Unprecedented Histidine Hydroxyl Modification on D2-His336 in Photosystem II of Thermosynechoccocus vulcanus and Thermosynechoccocus elongatus 査読

    Miwa Sugiura, Kazumi Koyama, Yasufumi Umena, Keisuke Kawakami, Jian-Ren Shen, Nobuo Kamiya, Alain Boussac

    BIOCHEMISTRY   52 ( 52 )   9426 - 9431   2013年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    The electron density map of the 3D crystal of Photosystem II from Thermosynechococcus vulcanus with a 1.9 angstrom resolution (PDB: 3ARC) exhibits, in the two monomers in the asymmetric unit cell, an, until now, unidentified and uninterpreted strong difference in electron density centered at a distance of around 1.5 angstrom from the nitrogen N delta of the imidazole ring of D2-His336. By MALDI-TOF/MS upon tryptic digestion, it is shown that similar to 20-30% of the fragments containing the D2-His336 residue of Photosystem II from both Thermosynechococcus vulcanus and Thermosynechococcus elongatus bear an extra mass of +16 Da. Such an extra mass likely corresponds to an unprecedented post-translational or chemical hydroxyl modification of histidine.

    DOI: 10.1021/bi401213m

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  • Crystal structure at 1.5Å resolution of the PsbV2 cytochrome from the cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus. 査読

    Suga M, Lai TL, Sugiura M, Shen JR, Boussac A

    FEBS letters   587 ( 19 )   3267 - 3272   2013年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.febslet.2013.08.023

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  • Crystal structure at 1.5 angstrom resolution of the PsbV2 cytochrome from the cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus 査読

    Michihiro Suga, Thanh-Lan Lai, Miwa Sugiura, Jian-Ren Shen, Alain Boussac

    FEBS LETTERS   587 ( 19 )   3267 - 3272   2013年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:WILEY  

    PsbV2 is a c-type cytochrome present in a very low abundance in the thermophilic cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus. We purified this cytochrome and solved its crystal structure at a resolution of 1.5 angstrom. The protein existed as a dimer in the crystal, and has an overall structure similar to other c-type cytochromes like Cytc(6) and Cytc(550), for example. However, the 5th and 6th heme iron axial ligands were found to be His51 and Cys101, respectively, in contrast to the more common bis-His or His/Met ligands found in most cytochromes. Although a few other c-type cytochromes were suggested to have this axial coordination, this is the first crystal structure reported for a c-type heme with this unusual His/Cys axial coordination. Previous spectroscopic characterizations of PsbV2 are discussed in relation to its structural properties. (C) 2013 Federation of European Biochemical Societies. Published by Elsevier B. V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.febslet.2013.08.023

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  • The Tll0287 protein is a hemoprotein associated with the PsbA2-Photosystem II complex in Thermosynechococcus elongatus. 査読

    Boussac A, Koyama K, Sugiura M

    Biochimica et biophysica acta   1827 ( 10 )   1174 - 1182   2013年10月

  • Charge recombination in S(n)Tyr(Z)(•)Q(A)(-•) radical pairs in D1 protein variants of Photosystem II: long range electron transfer in the Marcus inverted region. 査読

    Boussac A, Rappaport F, Brettel K, Sugiura M

    The journal of physical chemistry. B   117 ( 12 )   3308 - 3314   2013年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/jp400337j

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  • 1P253 光化学系II-電極による可視光照射下での水の酸化(18B. 光生物:光合成,ポスター,日本生物物理学会年会第51回(2013年度))

    Kato Masaru, Sugiura Miwa

    生物物理   53 ( 1 )   S147   2013年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.53.S147_6

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  • Influence of the PsbA1/PsbA3, Ca(2+)/Sr(2+) and Cl(-)/Br(-) exchanges on the redox potential of the primary quinone Q(A) in Photosystem II from Thermosynechococcus elongatus as revealed by spectroelectrochemistry. 査読

    Kato Y, Shibamoto T, Yamamoto S, Watanabe T, Ishida N, Sugiura M, Rappaport F, Boussac A

    Biochimica et biophysica acta   1817 ( 11 )   1998 - 2004   2012年11月

  • Deactivation processes in PsbA1-Photosystem II and PsbA3-Photosystem II under photoinhibitory conditions in the cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus. 査読

    Ogami S, Boussac A, Sugiura M

    Biochimica et biophysica acta   1817 ( 8 )   1322 - 1330   2012年10月

  • Determination of the Miss Probabilities of Individual S-State Transitions during Photosynthetic Water Oxidation by Monitoring Electron Flow in Photosystem II Using FTIR Spectroscopy 査読

    Hiroyuki Suzuki, Miwa Sugiura, Takumi Noguchi

    BIOCHEMISTRY   51 ( 34 )   6776 - 6785   2012年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    Water oxidation by plants and cyanobacteria is performed via a light-driven cycle of five intermediates called S states (S-0-S-4) at the water oxidizing center (WOC) in photosystem II (PSII). The information about misses, i.e., the probabilities that the S-state transitions failed to advance, is crucial for detailed analysis of various spectroscopic data in investigations of the water oxidation mechanism. In this study, we have determined the miss probabilities of the individual S-state transitions using light induced Fourier transform infrared (FTIR) difference spectroscopy. The extent of S-state transitions in the WOC upon each saturating flash was monitored by detecting the flow of electrons from the WOC to ferricyanide, an exogenous electron acceptor, using the CN stretching bands of ferricyanide and ferrocyanide. Simulation of the oscillation pattern of the flash-number dependence of the signal amplitude provided the miss probabilities for the S-0 -> S-1, S-1 -> S-2, S-2 -> S-3, and S-3 -> S-0 transitions (alpha(0)-alpha(3), respectively) without any assumption about fitting parameters. The results for PSII preparations from Thermosynechococcus elongatus and spinach showed a general tendency of misses in the order, alpha(0) <= alpha(1) < alpha(2) < alpha(3), indicating that a more oxidized WOC has a higher miss probability. A very similar result observed for the Y-D-less mutant (D2-Y160F) of T. elongatus confirmed that Y-D does not affect the estimated misses. It was further shown that NO3- treatment specifically increased alpha(3), consistent with inactivation of the S-3 state reported previously. These results demonstrate the usefulness of this FTIR method for estimating individual miss probabilities in the S-state cycle in elucidation of the molecular mechanism of photosynthetic water oxidation.

    DOI: 10.1021/bi300708a

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  • Probing the role of chloride in Photosystem II from Thermosynechococcus elongatus by exchanging chloride for iodide. 査読

    Boussac A, Ishida N, Sugiura M, Rappaport F

    Biochimica et biophysica acta   1817 ( 5 )   802 - 810   2012年7月

  • Time-Resolved Infrared Detection of the Proton and Protein Dynamics during Photosynthetic Oxygen Evolution 査読

    Takumi Noguchi, Hiroyuki Suzuki, Masaya Tsuno, Miwa Sugiura, Chihiro Kato

    BIOCHEMISTRY   51 ( 15 )   3205 - 3214   2012年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    Photosynthetic oxygen evolution by plants and cyanobacteria is performed by water oxidation at the Mn4CaO5 cluster in photosystem II. The reaction is known to proceed via a light-driven cycle of five intermediates called S-i states (i = 0-4). However, the detailed reaction processes during the intermediate transitions remain unresolved. In this study, we have directly detected the proton and protein dynamics during the oxygen-evolving reactions using time-resolved infrared spectroscopy. The time courses of the absorption changes at 1400 and 2500 cm(-1), which represent the reactions and/or interaction changes of carboxylate groups and the changes in proton polarizability of strong hydrogen bonds, respectively, were monitored upon flash illumination. The results provided experimental evidence that during the S-3 -> S-0 transition, drastic proton rearrangement, most likely reflecting the release of a proton from the catalytic site, takes place to form a transient state before the oxidation of the Mn4CaO5 cluster that leads to O-2 formation. Early proton movement was also detected during the S-2 -> S-3 transition. These observations reveal the common mechanism in which proton release facilitates the transfer of an electron from the Mn4CaO5 cluster in the S-2 and S-3 states that already accumulate oxidizing equivalents. In addition, relatively slow rearrangement of carboxylate groups was detected in the S-0 -> S-1 transition, which could contribute to the stabilization of the S-1 state. This study demonstrates that time-resolved infrared detection is a powerful method for elucidating the detailed molecular mechanism of photosynthetic oxygen evolution by pursuing the reactions of substrate and amino acid residues during the S-state transitions.

    DOI: 10.1021/bi300294n

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  • Environment of Tyr(Z) in Photosystem II from Thermosynechococcus elongatus in which PsbA2 Is the D1 Protein 査読

    Miwa Sugiura, Shogo Ogami, Mai Kusumi, Sun Un, Fabrice Rappaport, Alain Boussac

    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY   287 ( 16 )   13336 - 13347   2012年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER SOC BIOCHEMISTRY MOLECULAR BIOLOGY INC  

    The main cofactors that determine the photosystem II (PSII) oxygen evolution activity are borne by the D1 and D2 subunits. In the cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus, there are three psbA genes coding for D1. Among the 344 residues constituting D1, there are 21 substitutions between PsbA1 and PsbA3, 31 between PsbA1 and PsbA2, and 27 between PsbA2 and PsbA3. Here, we present the first study of PsbA2-PSII. Using EPR and UV-visible time-resolved absorption spectroscopy, we show that: (i) the time-resolved EPR spectrum of Tyr(Z)(center dot) in the (S(3)Tyr(Z)(center dot))' is slightly modified; (ii) the split EPR signal arising from Tyr(Z)(center dot) in the (S(2)Tyr(Z)(center dot))' state induced by near-infrared illumination at 4.2 K of the S(3)Tyr(Z) state is significantly modified; and (iii) the slow phases of P-680(+). reduction by Tyr(Z) are slowed down from the hundreds of mu s time range to the ms time range, whereas both the S(1)Tyr(Z)(center dot) -> S(2)Tyr(Z) and the S(3)Tyr(Z)(center dot) -> 3 S(0)Tyr(Z) + O-2 transition kinetics remained similar to those in PsbA(1/3)-PSII. These results show that the geometry of the Tyr(Z) phenol and its environment, likely the Tyr-O center dot center dot center dot H center dot center dot center dot N epsilon-His bonding, are modified in PsbA2-PSII when compared with PsbA(1/3)-PSII. They also point to the dynamics of the proton-coupled electron transfer processes associated with the oxidation of Tyr(Z) being affected. From sequence comparison, we propose that the C144P and P173M substitutions in PsbA2-PSII versus PsbA(1/3)-PSII, respectively located upstream of the alpha-helix bearing Tyr(Z) and between the two alpha-helices bearing Tyr(Z) and its hydrogen-bonded partner, His-190, are responsible for these changes.

    DOI: 10.1074/jbc.M112.340323

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  • 3D1034 光化学系IIにおけるキノン電子受容体の酸化還元電位制御機構(光生物-光合成,口頭発表,日本生物物理学会第50回年会(2012年度))

    Ashizawa Ryota, Iwasa Takuya, Sugiura Miwa, Noguchi Takumi

    生物物理   52   S63   2012年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.52.S63_2

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  • Distribution of the Cationic State over the Chlorophyll Pair of the Photosystem II Reaction Center 査読

    Keisuke Saito, Toyokazu Ishida, Miwa Sugiura, Keisuke Kawakami, Yasufumi Umena, Nobuo Kamiya, Jian-Ren Shen, Hiroshi Ishikita

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   133 ( 36 )   14379 - 14388   2011年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    The reaction center chlorophylls a (Chla) of photosystem II (PSII) are composed of six Chla molecules including the special pair Chla P-D1/P-D2 harbored by the D1/D2 heterodimer. They serve as the ultimate electron abstractors for water oxidation in the oxygen-evolving Mn4CaO5 cluster. Using the PSII crystal structure analyzed at 1.9 angstrom resolution, the redox potentials of P-D1/center dot P-D2 for one-electron oxidation (E-m) were calculated by considering all PSII subunits and the protonation pattern of all titratable residues. The Em(Chla) values were calculated to be 1015-1132 mV for P-D1 and 1141-1201 mV for P-D2, depending on the protonation state of the Mn4CaO5 cluster. The results showed that Em(P-D1) was lower than E-m(P-D2) P-D2 favoring localization of the charge of the cationic state more on P-D1. The P-D1(center dot+)/P-D2(center dot+) charge ratio determined by the large-scale QM/MM calculations with the explicit PS II protein environment yielded a P-D1(center dot+)/P-D2(center dot+) ratio of similar to 80/similar to 20, which was found to be due to the asymmetry in electrostatic characters of several conserved D1/D2 residue pairs that cause the E-m(P-D1)/E-m(P-D2) difference, e.g., Dl -Asn181/D2-Argl 80, D1-Asn298/D2-Arg294, D1-Asp61/D2-His61, D1-Glu189/D2-Phe188, and D1-Asp170/D2-Phe169. The larger P-D1(center dot+) population than P-D2(center dot+) appears to be an inevitable fate of the intact PSII that possesses water oxidation activity.

    DOI: 10.1021/ja203947k

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  • Semiquinone-iron complex of Photosystem II: EPR signals assigned to the low-field edge of the ground state doublet of QA•-Fe2+ and QB•-Fe2+ 査読

    Sedoud, A, Cox, N, Sugiura, M, Lubitz, W, Boussac, A, Rutherford, W.A

    Biochemistry   50   6012 - 6021   2011年8月

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  • Ca2+ determines the entropy changes associated with the formation of transition states during water oxidation by Photosystem II 査読

    Fabrice Rappaport, Naoko Ishida, Miwa Sugiura, Alain Boussac

    ENERGY & ENVIRONMENTAL SCIENCE   4 ( 7 )   2520 - 2524   2011年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ROYAL SOC CHEMISTRY  

    The role of Ca2+ in the Photosystem II water oxidation mechanism has been investigated in the higher redox states of the enzyme. The involvement of Ca2+ in structuring the environment of the tyrosine Y-Z in the S-3 state has been investigated by studying the effect of a Ca/Sr exchange by pulse-EPR spectroscopy. It is shown that Ca and Yz are involved in a common hydrogen bond network in S-3. The comparison of the temperature dependence of the rate of the water oxidation reaction shows that the slowdown of the S3YZ center dot -> S-0 transition in Sr-PSII mainly arises from a decrease of the entropic part of the Delta G(#) of the reaction. This suggests that Ca/Sr exchange perturbs the distribution of the conformational microstates and thereby hinders the overall water splitting process.

    DOI: 10.1039/c1ee01408k

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  • 1064 nm Deep Near-Infrared (NIR) Excited Raman Microspectroscopy for Studying Photolabile Organisms 査読

    Masahiro Ando, Miwa Sugiura, Hidenori Hayashi, Hiro-o Hamaguchi

    APPLIED SPECTROSCOPY   65 ( 5 )   488 - 492   2011年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SOC APPLIED SPECTROSCOPY  

    We have constructed a 1064 nm deep near-infrared (NIR) excited multichannel Raman microspectrometer using an InP/InGaAsP multichannel detector. This microspectrometer achieves high sensitivity suitable for in vivo measurements of single living cells with lateral resolution of 0.7 mu m and depth resolution of 3.1 mu m. It has been applied to the structural analysis of living cyanobacterial cells, well-known model organisms for photosynthesis research, which are too photolabile to be measured with visible laser excitation. High signal-to-noise ratio (SIN) Raman spectra have been obtained from carotenoid, chlorophyll a, and phycocyanin in a single living cyanobacterial cell with no appreciable interference from autofluorescence or photodamage. Sub-micrometer mapping of Raman intensities provides clear distribution images of the three pigments inside the cell.

    DOI: 10.1366/10-06196

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  • Effect of Ca2+/Sr2+ Substitution on the Electronic Structure of the Oxygen-Evolving Complex of Photosystem II: A Combined Multifrequency EPR, Mn-55-ENDOR, and DFT Study of the S-2 State 査読

    Nicholas Cox, Leonid Rapatskiy, Ji-Hu Su, Dimitrios A. Pantazis, Miwa Sugiura, Leonid Kulik, Pierre Dorlet, A. William Rutherford, Frank Neese, Alain Boussac, Wolfgang Lubitz, Johannes Messinger

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   133 ( 10 )   3635 - 3648   2011年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    The electronic structures of the native Mn4OxCa cluster and the biosynthetically substituted Mn4OxSr cluster of the oxygen evolving complex (OEC) of photosystem II (PSII) core complexes isolated from Thermosynechococcus elongatus, poised in the S-2 state, were studied by X- and Q-band CW-EPR and by pulsed Q-band Mn-55-ENDOR spectroscopy. Both wild type and tyrosine D less mutants grown photoautotrophically in either CaCl2 or SrCl2 containing media were measured. The obtained CW-EPR spectra of the S-2 state displayed the characteristic, clearly noticeable differences in the hyperfine pattern of the multiline EPR signal [Boussac et al. J. Biol. Chem. 2004, 279, 22809-22819]. In sharp contrast, the manganese (Mn-55) ENDOR spectra of the Ca and Sr forms of the OEC were remarkably similar. Multifrequency simulations of the X- and Q-band CW-EPR and Mn-55-pulsed ENDOR spectra using the Spin Hamiltonian formalism were performed to investigate this surprising result. It is shown that (i) all four manganese ions contribute to the Mn-55-ENDOR spectra; (ii) only small changes are seen in the fitted isotropic hyperfine values for the Ca2+ and Sr2+ containing OEC, suggesting that there is no change in the overall spin distribution (electronic coupling scheme) upon Ca2+/Sr2+ substitution; (iii) the changes in the CW-EPR hyperfine pattern can be explained by a small decrease in the anisotropy of at least two hyperfine tensors. It is proposed that modifications at the Ca2+ site may modulate the fine structure tensor of the Mn-III ion. DFT calculations support the above conclusions. Our data analysis also provides strong support for the notion that in the S-2 state the coordination of the Mn-III ion is square-pyramidal (5-coordinate) or octahedral (6-coordinate) with tetragonal elongation. In addition, it is shown that only one of the currently published OEC models, the Siegbahn structure [Siegbahn, P. E. M. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1871-1880, Pantazis, D. A. et al. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 6788-6798], is consistent with all data presented here. These results provide important information for the structure of the OEC and the water-splitting mechanism. In particular, the 5-coordinate Mn-III is a potential site for substrate 'water' (H2O, OH-) binding. Its location within the cuboidal structural unit, as opposed to the external 'dangler' position, may have important consequences for the mechanism of O-O bond formation.

    DOI: 10.1021/ja110145v

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  • Probing the quinone binding site of Photosystem II from Thermosynechococcus elongatus containing either PsbA1 or PsbA3 as the D1 protein through the binding characteristics of herbicides 査読

    Alain Boussac, Miwa Sugiura, Fabrice Rappaport

    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOENERGETICS   1807 ( 1 )   119 - 129   2011年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    The main cofactors involved in Photosystem II (PSII) oxygen evolution activity are borne by two proteins, D1 (PsbA) and D2 (PsbD). In Thermosynechococcus elongatus, a thermophilic cyanobacterium, the D1 protein is predominantly encoded by either the psbA(1) or the psbA(3) gene, the expression of which depends on the environmental conditions. In this work, the Q(B) site properties in PsbA1-PSII and PsbA3-PSII were probed through the binding properties of DCMU, a urea-type herbicide, and bromoxynil, a phenolic-type herbicide. This was done by using helium temperature EPR spectroscopy and by monitoring the time-resolved changes of the redox state of Q(A) by absorption spectroscopy in PSII purified from a His(6)-tagged WT strain expressing PsbA1 or from a His(6)-tagged strain in which both the psbA(1) and psbA(2) genes have been deleted and which therefore only express PsbA3. It is shown that, in both PsbA1-PSII and PsbA3-PSII, bromoxynil does not bind to PSII when Q(B) is in its semiquinone state which indicates a much lower affinity for PSII when Q(A) is in its semiquinone state than when it is in its oxidized state. This is consistent with the midpoint potential of Q(A)(center dot-)/Q(A) being more negative in the presence of bromoxynil than in its absence [Krieger-Liszkay and Rutherford, Biochemistry 37 (1998) 17339-17344]. The addition in the dark of DCMU, but not that of bromoxynil, to PSII with a secondary electron acceptor in the Q(B)(center dot-) state induces the oxidation of the non-heme iron in a fraction of PsbA3-PSII but not in PsbA1-PSII. These results are explained as follows: i) bromoxynil has a lower affinity for PSII with the non-heme iron oxidized than DCMU therefore, ii) the midpoint potential of the Fe(II)/Fe(III) couple is lower with DCMU bound than with bromoxynil bound in PsbA3-PSII; and iii) the midpoint potential of the Fe(II)/Fe(III) couple is higher in PsbA1-PSII than in PsbA3-PSII. The observation of DCMU-induced oxidation of the non-heme iron leads us to propose that Q(2), an electron acceptor identified by Joliot and Joliot [FEBS Lett 134 (1981) 155-158], is the non-heme iron. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.bbabio.2010.10.004

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  • 2L1512 PsbA1もしくはPsbA3で構成される光化学系IIのエナジェティクスの比較(光生物_光合成,第49回日本生物物理学会年会)

    Sugiura Miwa, Fabrice Rappaport, Kato Yuki, Noguchi Takumi, Boussac Alain

    生物物理   51   S96   2011年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.51.S96_1

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  • 1SL-05 The role of Ca^<2+> and Cl^- in the Photosystem II water oxidation(1SL The leading edge of photosynthesis research and energy creation,The 49th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan)

    Boussac Alain, Sugiura Miwa, Ishida Naoko, Rappaport Fabrice

    生物物理   51   S10   2011年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.51.S10_4

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  • 1SL-01 光合成研究の最前線と課題(1SL 光合成研究で何が明らかにされ、これから何をできるか?~光合成研究の最先端とエネルギー創製研究の現状~,日本生物物理学会第49回年会(2011年度))

    杉浦 美羽

    生物物理   51   S9 - S10   2011年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.51.S9_6

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  • Differences in the Interactions between the Subunits of Photosystem II Dependent on D1 Protein Variants in the Thermophilic Cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus 査読

    Miwa Sugiura, Eri Iwai, Hidenori Hayashi, Alain Boussac

    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY   285 ( 39 )   30008 - 30018   2010年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER SOC BIOCHEMISTRY MOLECULAR BIOLOGY INC  

    The main cofactors involved in the oxygen evolution activity of Photosystem II (PSII) are located in two proteins, D1 (PsbA) and D2 (PsbD). In Thermosynechococcus elongatus, a thermophilic cyanobacterium, the D1 protein is encoded by either the psbA(1) or the psbA(3) gene, the expression of which is dependent on environmental conditions. It has been shown that the energetic properties of the PsbA1-PSII and those of the PsbA3-PSII differ significantly (Sugiura, M., Kato, Y., Takahashi, R., Suzuki, H., Watanabe, T., Noguchi, T., Rappaport, F., and Boussac, A. (2010) Biochim. Biophys. Acta 1797, 1491-1499). In this work the structural stability of PSII upon a PsbA1/PsbA3 exchange was investigated. Two deletion mutants lacking another PSII subunit, PsbJ, were constructed in strains expressing either PsbA1 or PsbA3. The PsbJ subunit is a 4-kDa transmembrane polypeptide that is surrounded by D1 (i.e. PsbA1), PsbK, and cytochrome b(559) (Cyt b(559)) in existing three-dimensional models. It is shown that the structural properties of the PsbA3/Delta PsbJ-PSII are not significantly affected. The polypeptide contents, the Cyt b(559) properties, and the proportion of PSII dimer were similar to those found for PsbA3-PSII. In contrast, in PsbA1/Delta PsbJ-PSII the stability of the dimer is greatly diminished, the EPR properties of the Cyt b(559) likely indicates a decrease in its redox potential, and many other PSII subunits are lacking. These results shows that the 21-amino acid substitutions between PsbA1 and PsbA3, which appear to be mainly conservative, must include side chains that are involved in a network of interactions between PsbA and the other PSII subunits.

    DOI: 10.1074/jbc.M110.136945

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  • Energetics in Photosystem II from Thermosynechococcus elongatus with a D1 protein encoded by either the psbA(1) or psbA(3) gene 査読

    Miwa Sugiura, Yuki Kato, Ryouta Takahashi, Hiroyuki Suzuki, Tadashi Watanabe, Takumi Noguchi, Fabrice Rappaport, Alain Boussac

    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOENERGETICS   1797 ( 8 )   1491 - 1499   2010年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    The main cofactors involved in the function of Photosystem II (PSII) are borne by the D1 and D2 proteins. In some cyanobacteria, the D1 protein is encoded by different psbA genes. In Thermosynechococcus elongatus the amino acid sequence deduced from the psbA(3) gene compared to that deduced from the psbA(1) gene points a difference of 21 residues. In this work. PSII isolated from a wild type T. elongatus strain expressing PsbA(1) or from a strain in which both the psbA(1) and psbA(2) genes have been deleted were studied by a range of spectroscopies in the absence or the presence of either a urea type herbicide, DCMU, or a phenolic type herbicide, bromoxynil. Spectro-electrochemical measurements show that the redox potential of Pheo(D1) is increased by 17 mV from -522 mV in PsbA1-PSII to -505 mV in PsbA3-PSII. This increase is about half that found upon the D1-Q130E single site directed mutagenesis in Synechocystis PCC 6803. This suggests that the effects of the D1-Q130E substitution are, at least partly, compensated for by some of the additional amino-acid changes associated with the PsbA3 for PsbA1 substitution. The thermoluminescence from the S(2)QA(-center dot). charge recombination and the C equivalent to N vibrational modes of bromoxynil detected in the non-heme iron FTIR difference spectra support two binding sites (or one site with two conformations) for bromoxynil in PsbA3-PSII instead of one in PsbA1-PSII which suggests differences in the Q(B) pocket. The temperature dependences of the S(2)Q(A)(-center dot) charge recombination show that the strength of the H-bond to Pheo(D1) is not the only functionally relevant difference between the PsbA3-PSII and PsbA1-PSII and that the environment of Q(A) (and, as a consequence, its redox potential) is modified as well. The electron transfer rate between P-680(+center dot) and Y-z is found faster in PsbA3 than in PsbA1 which suggests that the redox potential of the P-680/P-680(+center dot) couple (and hence that of P-1(680)center dot/P-680(+)center dot) is tuned as well when shifting from PsbAl to PsbA3. In addition to D1-Q130E, the non-conservative amongst the 21 amino acid substitutions, D1-S270A and D1-S153A, are proposed to be involved in some of the observed changes. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.bbabio.2010.03.022

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  • Psb30 contributes to structurally stabilise the Photosystem II complex in the thermophilic cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus 査読

    Miwa Sugiura, Sayo Harada, Takashi Manabe, Hidenori Hayashi, Yasuhiro Kashino, Alain Boussac

    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOENERGETICS   1797 ( 8 )   1546 - 1554   2010年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    A deletion mutant that lacks the Psb30 protein, one of the small subunits of Photosystem II, was constructed in a Thermosynechococcus elongatus strain in which the D1 protein is expressed from the psbA(3) gene (WT*). The Delta Psb30 mutant appears more susceptible to photodamage, has a cytochrome b(559) that is converted into the low potential form, and probably also lacks the PsbY subunit. In the presence of an inhibitor of protein synthesis, the Delta Psb30 lost more rapidly the water oxidation function than the WT* under the high light conditions. These results suggest that Psb30 contributes to structurally and functionally stabilise the Photosystem II complex in preventing the conversion of cytochrome b(559) into the low potential form. Structural reasons for such effects are discussed. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.bbabio.2010.03.020

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  • Hydrogen Bond Interactions of the Pheophytin Electron Acceptor and Its Radical Anion in Photosystem II As Revealed by Fourier Transform Infrared Difference Spectroscopy 査読

    Yuichi Shibuya, Ryouta Takahashi, Tatsunori Okubo, Hiroyuki Suzuki, Miwa Sugiura, Takumi Noguchi

    BIOCHEMISTRY   49 ( 3 )   493 - 501   2010年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    The primary electron acceptor pheophytin (PheO(D1)) plays a crucial role in regulation of forward and backward electron transfer in photosystem II (PSII). It is known that some cyanobacteria control the Pheo(D1) potential in high-light acclimation by exchanging the DI proteins from different copies of the psbA genes. To clarify file mechanism of the potential control of PheODh we studied the hydrogen bond interactions of Pheo(D1) in the neutral and anionic States using light-induced Fourier transform infrared (FTIR) difference spectroscopy. FTIR difference spectra of Pheol:)l upon its photoreduction were obtained using three different PSII preparations, PSII core complexes from Thermosynehococcus elongatus possessing PsbA1 as a D1 subunit (PSII-PsbA1), those with PsbA3 (PSII-PsbA3), and PSII membranes from spinach. The DI-Gln130 side chain, which is hydrogen bonded to the 13(1)-keto C=O group of Pheo(D1) PSII membranes from spinach. The D1-Gln130 in PSII-PsbA3 and spinach PSIL The spectrum of PSII-PsbA1 exhibited 131-keto C=O bands at 1682 and 1605 cm(-1) in neutral Pheol), and its anion, respectively, while the corresponding bands were observed at frequencies lower by 1-3 and 18-19cm(-1), respectively, in the latter two preparations. This larger frequency shift in PhcoD(1)(-) than Plleol), by the change of the hydrogen bond donor Was well reproduced by density functional theory (DFT) calculations for the Pheo models hydrogen bonded with acetamide and acetic acid. The DFT calculations also exhibited a higher redox potential for Pheo reduction in the model with acetic acid than that with acetamide, consistent with previous observations for the D1-Gln130GIu mutant of Synechocystis. It is thus concluded that a stronger hydrogen bond effect oil the Pheo(-) anion than the neutral Pheo causes the shift in the redox potential, which IS utilized In the photoprotection mechanism of PSII.

    DOI: 10.1021/bi9018829

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  • D1 protein variants in Photosystem II from Thermosynechococcus elongatus studied by low temperature optical spectroscopy 査読

    Joseph L. Hughes, Nicholas Cox, A. William Rutherford, Elmars Krausz, Thanh-Lan Lai, Alain Boussac, Miwa Sugiura

    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOENERGETICS   1797 ( 1 )   11 - 19   2010年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    In Photosystem II (PSII) from Thermosynechococcus elongatus, high-light intensity growth conditions induce the preferential expression of the psbA(3) gene over the psbA(1) gene. These genes encode for the D1 protein variants labeled D1:3 and D1:1, respectively. We have compared steady state absorption and photo-induced difference spectra at &lt;10 K of PSII containing either D1:1 or D1:3. The following differences were observed. (i) The pheophytin Q(x) band was red-shifted in D1:3 (547.3 nm) compared to D1:1 (544.3 nm). (ii) The electrochromism on the PheO(D1) Q(x) band induced by Q(A)(-) (the C550 shift) was more asymmetric in D1:3. (iii) The two variants differed in their responses to excitation with far red (704 nm) light When green light was used there was little difference between the two variants. With far red light the stable (t(1/2)&gt;50 ms) W yield was similar to 95% in D1:3, and similar to 60% in D1:1, relative to green light excitation. (iv) For the D1:1 variant, the quantum efficiency of photo-induced oxidation of side-pathway donors was lower. These effects can be correlated with amino acid changes between the two D1 variants. The effects on the pheophytin Q(x) band can be attributed to the hydrogen bond from Glu130 in D1:3 to the 13(1)-keto of PheOD1, which is absent for Gln130 in D1:1. The reduced yield with red light in the D1:1 variant could be associated with either the Glu130Gln change, and/or the four changes near the binding site of P(D1), in particular Ser153Ala. Photoinduced Q(A)(-) formation with far red light is assigned to the direct optical excitation of a weakly absorbing charge transfer state of the reaction centre. We suggest that this state is blue-shifted in the D1:1 variant A reduced efficiency for the oxidation of side-pathway donors in the D1:I variant could be explained by a variation in the location and/or redox potential of P(+). (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.bbabio.2009.07.007

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  • Photoelectron Generation by Photosystem II Core Complexes Tethered to Gold Surfaces 査読

    Michele Vittadello, Maxim Y. Gorbunov, Daniel T. Mastrogiovanni, Leszek S. Wielunski, Eric L. Garfunkel, Fernando Guerrero, Diana Kirilovsky, Miwa Sugiura, A. William Rutherford, Ahmad Safari, Paul G. Falkowski

    CHEMSUSCHEM   3 ( 4 )   471 - 475   2010年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:WILEY-V C H VERLAG GMBH  

    By using a nondestructive, ultrasensitive, fluorescence kinetic technique, we measure in situ the photochemical energy conversion efficiency and electron transfer kinetics on the acceptor side of histidine-tagged photosystem II core complexes tethered to gold surfaces. Atomic force microscopy images coupled with Rutherford backscattering spectroscopy measurements further allow us to assess the quality, number of layers, and surface density of the reaction center films. Based on these measurements, we calculate that the theoretical photo-electronic current density available for an ideal monolayer of core complexes is 43 mu A cm(-2) at a photon flux density of 2000 mu mol quanta m(-2) s(-1) between 365 and 750 nm. While this current density is approximately two orders of magnitude lower than the best organic photovoltaic cells (for an equivalent area), it provides an indication for future improvement strategies. The efficiency could be improved by increasing the optical cross section, by tuning the electron transfer physics between the core complexes and the metal surface, and by developing a multilayer structure, thereby making biomimetic photoelectron devices for hydrogen generation and chemical sensing more viable.

    DOI: 10.1002/cssc.200900255

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  • 1P271 1A1240 PsbA1もしくはPsbA3で構成される光化学系II複合体の構造的な安定性の違い(光生物-光合成,口頭発表,第48回日本生物物理学会年会)

    Sugiura Miwa, Kato Yuki, Alain Boussac

    生物物理   50 ( 2 )   S67   2010年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.50.S67_4

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  • 1P276 FTIR法による光合成酸素発生反応における各S状態遷移の効率の評価(光生物-光合成,第48回日本生物物理学会年会)

    Suzuki Hiroyuki, Sugiura Miwa, Noguchi Takumi

    生物物理   50 ( 2 )   S68   2010年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.50.S68_4

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  • 2P289 1A1325 種々の生物における光化学系II電子受容体キノンの酸化還元電位の分光電気化学計測(光生物-光合成,第48回日本生物物理学会年会)

    Kato Yuki, Shibamoto Tadao, Nagao Ryo, Yamazaki Takuya, Sugiura Miwa, Tomo Tatsuya, Watanabe Tadashi

    生物物理   50 ( 2 )   S134   2010年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.50.S134_1

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  • Development of 1064 nm excited multichannel Raman microspectrometer and its application to in vivo measurements of cyanobacteria 査読

    Masahiro Ando, Miwa Sugiura, Hidenori Hayashi, Hiro-O Hamaguchi

    AIP Conference Proceedings   1267   798 - 799   2010年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    DOI: 10.1063/1.3482818

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  • Redox Potential of the Primary Plastoquinone Electron Acceptor Q(A) in Photosystem II from Thermosynechococcus elongatus Determined by Spectroelectrochemistry 招待

    Tadao Shibamoto, Yuki Kato, Miwa Sugiura, Tadashi Watanabe

    BIOCHEMISTRY   48 ( 45 )   10682 - 10684   2009年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    The redox potential of the primary plastoquinone electron acceptor Q(A), E-m(Q(A)/Q(A)(-)), in an oxygen-evolging photosystem (PS) 11 complex from a thermophilic cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus was determined to be - 140 +/- 2 mV vs. SHE by thin-layer cell spectroclectrochemistry for the first time. The E-m(Q(A)/Q(A)(-)) value obtained here together with the recently determined redox potential of pheophytin (Phe) a [Kato et at. (2009) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 106, 17365-17370] yields -330 to -370 mV for the free energy change by electron transfer from Phe a(-) to Q(A) and provides a renewed picture for the energetics oil the electron acceptor side in PS II.

    DOI: 10.1021/bi901691j

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  • Spectroelectrochemical determination of the redox potential of pheophytin a, the primary electron acceptor in photosystem II 査読

    Yuki Kato, Miwa Sugiura, Akinori Oda, Tadashi Watanabe

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA   106 ( 41 )   17365 - 17370   2009年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:NATL ACAD SCIENCES  

    Thin-layer cell spectroelectrochemistry, featuring rigorous potential control and rapid redox equilibration within the cell, was used to measure the redox potential E(m)(Phe a/Phe a(-)) of pheophytin (Phe) a, the primary electron acceptor in an oxygen-evolving photosystem (PS) II core complex from a thermophilic cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus. Interferences from dissolved O(2) and water reductions were minimized by airtight sealing of the sample cell added with dithionite and mercury plating on the gold minigrid working electrode surface, respectively. The result obtained at a physiological pH of 6.5 was E(m)( Phe a/Phe a(-)) = -505 +/- 6 mV vs. SHE, which is by approximate to 100 mV more positive than the values measured approximate to 30 years ago at nonphysiological pH and widely accepted thereafter in the field of photosynthesis research. Using the P680* - Phe a free energy difference, as estimated from kinetic analyses by previous authors, the present result would locate the E(m)(P680/P680(+)) value, which is one of the key parameters but still resists direct measurements, at approximately +1,210 mV. In view of these pieces of information, a renewed diagram is proposed for the energetics in PS II.

    DOI: 10.1073/pnas.0905388106

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  • Structural Coupling of a Tyrosine Side Chain with the Non-Heme Iron Center in Photosystem II As Revealed by Light-Induced Fourier Transform Infrared Difference Spectroscopy 査読

    Ryouta Takahashi, Alain Boussac, Miwa Sugiura, Takumi Noguchi

    BIOCHEMISTRY   48 ( 38 )   8994 - 9001   2009年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    The non-heme iron is located between the quinone electron acceptors, Q(A) and Q(B), in photosystem II (PSII), and together with its bicarbonate ligand, it regulates the electron and proton transfer reactions of quinone acceptors. In this study, we have investigated the structural coupling of a nearby Tyr residue with the non-heme iron center using Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. Light-induced FC(2+)/Fe(3+) FTIR difference spectra of PSII core complexes from unlabeled and [4-(13)C]Tyr-labeled Thermosynechococcus elongatus revealed that the CO stretching (nu CO) bands of a Tyr side chain are located at 1253 and 1241 cm(-1) in the Fe(2+) and Fe(3+) states, respectively. Upon deuteration, both nu CO bands were upshifted by 11-12 cm(-1). Taking into account the criteria for determining the hydrogen bond structure of a Tyr side chain from infrared bands reported previously [Takahashi, R., and Noguchi, T. (2007) J. Phys. Chem. B 111, 13833-13844] and the results of DFT calculations of model complexes of p-cresol hydrogen-bonded with bicarbonate, we interpreted the observed nu CO bands and their deuteration effects as indicating that one Tyr side chain with a hydrogen bond donor-acceptor form is strongly coupled to the non-heme iron. From the X-ray structures of PSII core complexes, it is proposed that either D1-Y246 or D2-Y244 provides a hydrogen bond to the oxygen of the bicarbonate ligand but the other Tyr does not directly interact with bicarbonate. The Tyr residue coupled to the non-heme iron may play a key role in the regulatory function of the iron-bicarbonate center by stabilizing the bicarbonate ligand and forming a rigid hydrogen bond network around the non-heme ion.

    DOI: 10.1021/bi901195e

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  • Evidence that D1-His332 in Photosystem II from Thermosynechococcus elongatus Interacts with the S-3-State and not with the S-2-State 査読

    Miwa Sugiura, Fabrice Rappaport, Warwick Hillier, Pierre Dorlet, Yohei Ohno, Hidenori Hayashi, Alain Boussac

    BIOCHEMISTRY   48 ( 33 )   7856 - 7866   2009年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    Oxygen evolution by Photosystem II (PSII) is catalyzed by a Mn4Ca cluster. Thus far, from the crystallographic three-dimensional (3D) structures, seven amino, acid residues have been identified as possible ligands of the Mn4Ca cluster. Among them, there is only one histidine, His332, which belongs to the D1 polypeptide. The relationships of the D1-His332 amino acid with kinetics and thermodynamic properties of the Mn4Ca cluster in the S-2- and S-3-states of the catalytic cycle were investigated in purified PSII from Thermosynechococcus elongatus. This was done by examining site-directed D1-His332Gln and D1-His332Ser mutants by a variety of spectroscopic techniques such as time-resolved UV-visible absorption change spectroscopy, cw- and pulse-EPR, thermoluminescence, and measurement of substrate water exchange. Both mutants grew photo-autotrophically and active PSII could be purified. On the basis of the parameters assessed in this work, the D1-His332(Gln, Ser) mutations had no effect in the S-2-state. Electron spin-echo envelope modulation (ESEEM) spectroscopy also showed that possible interactions between the nuclear spin of the nitrogen(s) of D1-His332 with the electronic spin S = 1/2 of the Mn4Ca cluster in the S-2-state were not detectable and that the D1-His332Ser mutation did not affect the detected hyperfine couplings. In contrast, the following changes were observed in the S-3-state of the D1-His332 mutants: (1) The redox potential of the S-3/S-2 couple was slightly increased by &lt;= 20 meV, (2) The S-3-EPR spectrum was slightly modified, (3) The D1-His332Gln mutation resulted in it similar to 3 fold decrease of the slow (tightly bound) exchange rate and it similar to 2 fold increase of the fast exchange rate of the water substrate molecules. All these results suggest that the D1-His332 would be more involved in S-3 than in S-2. This could be one element of the conformational changes put forward in the S-2 to S-3 transition.

    DOI: 10.1021/bi901067b

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  • Monitoring Proton Release during Photosynthetic Water Oxidation in Photosystem II by Means of Isotope-Edited Infrared Spectroscopy 査読

    Hiroyuki Suzuki, Miwa Sugiura, Takumi Noguchi

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   131 ( 22 )   7849 - 7857   2009年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    In photosynthetic water oxidation performed in the water oxidizing center (WOC) of photosystem II (PSII), two water molecules are converted into one oxygen molecule and four protons through a light-driven cycle of intermediates called S states (S-0-S-4). To understand the molecular mechanism of water oxidation and the chemical nature of substrate intermediates, it is essential to determine the stoichiometry of proton release from substrate water at individual S-state transitions. In this study, we have monitored proton release during water oxidation by means of isotope-edited Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. FTIR difference spectra upon successive flash illumination were measured using PSII core complexes from a thermophilic cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus, which were suspended in a high concentration (200 mM) Mes buffer at pH 6.0. The spectra involved, in addition to protein bands, the bands of the Mes buffer that trapped virtually all protons from the WOC. Mes-only signals were extracted by subtracting the spectra measured in deuterated-Mes (Mes-d(12)). The flash-number dependence of the intensity increase of the isotope-edited Mes signal showed a clear period-four oscillation. By simulating the oscillation with different assumptions about miss factors, the proton release pattern was estimated to be 0.8-1.0:0.2-0.3:0.9-1.2:1.5-1.6 for the S-0 -&gt; S-1 -&gt; S-2 -&gt; S-3 -&gt; S-0 transitions. The effect of H/D exchange on the COOH region of proteins in FTIR difference spectra of the S-state cycle showed that protonation/deprotonation of carboxylic groups contributed little to the observed proton release pattern. Together with the present and previous FTIR results suggesting no involvement of also His and Cys side groups, it was concluded that proton release from substrate water takes place with a 1:01:2 stoichiometry, which is perturbed by partial protonation/deprotonation of side groups probably of Arg, Lys, or Tyr located nearby the WOC.

    DOI: 10.1021/ja901696m

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  • Probing the Coupling between Proton and Electron Transfer in Photosystem II Core Complexes Containing a 3-Fluorotyrosine 査読

    Fabrice Rappaport, Alain Boussac, Dee Ann Force, Jeffrey Peloquin, Marcin Brynda, Miwa Sugiura, Sun Un, R. David Britt, Bruce A. Diner

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   131 ( 12 )   4425 - 4433   2009年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    The catalytic cycle of numerous enzymes involves the coupling between proton transfer and electron transfer. Yet, the understanding of this coordinated transfer in biological systems remains limited, likely because its characterization relies on the controlled but experimentally challenging modifications of the free energy changes associated with either the electron or proton transfer. We have performed such a study here in Photosystem II. The driving force for electron transfer from Tyr(z) to P(680)(*+) has been decreased by similar to 80 meV by mutating the axial ligand of P(680), and that for proton transfer upon oxidation of Tyr(z) by substituting a 3-fluorotyrosine (3F-Tyr(z)) for Tyrz. In Mn-depleted Photosystem 11, the dependence upon pH of the oxidation rates of Tyrz and 3F-Tyrz were found to be similar. However, in the pH range where the phenolic hydroxyl of Tyrz is involved in a H-bond with a proton acceptor, the activation energy of the oxidation of 3F-Tyrz is decreased by 110 meV, a value which correlates with the in vitro finding of a 90 meV stabilization energy to the phenolate form of 3F-Tyr when compared to Tyr (Seyedsayamdost et al. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128,1569-1579). Thus, when the phenol of Y(z) acts as a H-bond donor, its oxidation by P680(*+) is controlled by its prior deprotonation. This contrasts with the situation prevailing at lower pH, where the proton acceptor is protonated and therefore unavailable, in which the oxidation-induced proton transfer from the phenolic hydroxyl of Tyrz has been proposed to occur concertedly with the electron transfer to P680(*+). This suggests a switch between a concerted proton/electron transfer at pHs &lt; 7.5 to a sequential one at pHs &gt; 7.5 and illustrates the roles of the H-bond and of the likely salt-bridge existing between the phenolate and the nearby proton acceptor in determining the coupling between proton and electron transfer.

    DOI: 10.1021/ja808604h

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  • Complete EPR Spectrum of the S-3-State of the Oxygen-Evolving Photosystem II 査読

    Alain Boussac, Miwa Sugiura, A. William Rutherford, Pierre Dorlet

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   131 ( 14 )   5050 - +   2009年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    Despite crystallographic structures now available and intensive work in the past decades, little is known about the higher redox states of the catalytic cycle of Photosystem II, the enzyme responsible for the presence of O-2 on Earth and at the beginning of the process that has produced both the biomass and the fossil fuels. In one of the highest oxidation states, the S-3-state, only signals at S-values higher than 4 have been detected so far at the X-band. In this work, we report for the first time the complete X-band EPR spectrum for the S-3-state of Photosystem II. Simutations show that, for a spin state S = 1, as was previously suggested for S-3, it is not possible to account for all the features observed. A satisfactory simulated spectrum was obtained for a spin state S = 3 with zero-field splitting parameters D = 0.175 cm(-1) and E/D = 0.275. The detection of the full. EPR signal for S-3 opens the door for new investigations and a better understanding of the catalytic cycle of Photosystern II.

    DOI: 10.1021/ja900680t

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  • 3TP2-02 好熱性ラン藻のD1:3は恒常的に発現しているD1:1よりも構造的に安定な光化学系II複合体を構成する(光生物-光合成,第47回日本生物物理学会年会)

    Sugiura Miwa, Harada Sayo, Iwai Eri, Manabe Takashi, Hayashi Hidenori, Boussac Alain

    生物物理   49   S60   2009年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.49.S60_5

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  • 1P-232 QA再構成とFTIR解析によるPSIIにおける第一電子受容体QAの分子間相互作用の解明(光生物-光合成,第47回日本生物物理学会年会)

    Kozue Yuta, Takano Akira, Sugimoto Ikuyo, Suzuki Hiroyuki, Sugiura Miwa, Takahashi Yuichiro, Noguchi Takumi

    生物物理   49   S98   2009年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.49.S98_3

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  • The role of TyrD in the electron transfer kinetics in Photosystem II 査読

    Malwina Szczepaniak, Miwa Sugiura, Alfred R. Holzwarth

    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOENERGETICS   1777 ( 12 )   1510 - 1517   2008年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    Redox-active tyrosine (Tyr) D is indirectly involved in controlling the primary electron transfer in PSII The presence of the oxidized TyrD renders P680(+) more oxidizing by localizing the charge more on P(D1) and thus facilitates trapping of the excitation energy in PSII. We also conclude that the mechanism of the primary charge separation and stabilization is altered upon Q(A) reduction. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.bbabio.2008.09.002

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  • Evidence for a stable association of Psb30 (Ycf12) with photosystem II core complex in the cyanobacterium Synechocystis sp PCC 6803 査読

    Natsuko Inoue-Kashino, Takeshi Takahashi, Akiko Ban, Miwa Sugiura, Yuichiro Takahashi, Kazuhiko Satoh, Yasuhiro Kashino

    PHOTOSYNTHESIS RESEARCH   98 ( 1-3 )   323 - 335   2008年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SPRINGER  

    Ycf12 (Psb30) is a small hydrophobic subunit of photosystem II (PS II) complexes found in the cyanobacterium, Thermosynechococcus elongatus. However, earlier intense proteomic analysis on the PS II complexes from the cyanobacterium, Synechocystis 6803, could not detect Psb30. In this work, we generated a mutant of Synechocystis 6803 in which a hexa-histidine tag was fused to the C-terminus of Synechocystis Psb30. The mutant accumulated fully functional PS II complexes. Purification of Psb30 by metal affinity chromatography from thylakoid extracts resulted in co-purification of an oxygen-evolving PS II complex with normal subunit composition. This result indicates that Psb30 is expressed and stably associated with the PS II complex in Synechocystis. The histidine-tagged Psb30 in the purified PS II complex was not detected by staining or anti-polyhistidine antibodies. We also generated a mutant in which ycf12 was disrupted. The mutant grew photosynthetically and showed no significant phenotype under moderate growth conditions. Purified PS II complexes from the disruptant showed an oxygen-evolving activity comparable to wild type under low irradiance. However, it showed a remarkably lower activity than wild type under high irradiance. Thus Psb30 is required for the efficient function of PS II complexes, particularly under high irradiance conditions.

    DOI: 10.1007/s11120-008-9340-z

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  • Analysis of xenon binding to photosystem II by X-ray crystallography 査読

    J. W. Murray, K. Maghlaoui, J. Kargul, M. Sugiura, J. Barber

    PHOTOSYNTHESIS RESEARCH   98 ( 1-3 )   523 - 527   2008年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SPRINGER  

    In order to investigate oxygen binding and hydrophobic cavities in photosystem II (PSII), we have introduced xenon under pressure into crystals of PSII isolated from Thermosynechococcus elongatus and used X-ray anomalous diffraction analyses to identify the xenon sites in the complex. Under the conditions employed, 25 Xe-binding sites were identified in each monomer of the dimeric PSII complex. The majority of these were distributed within the membrane spanning portion of the complex with no obvious correlation with the previously proposed oxygen channels. One binding site was located close to the haem of cytochrome b559 in a position analogous to a Xe-binding site of myoglobin. The only Xe-binding site not associated with the intrinsic subunits of PSII was within the hydrophobic core of the PsbO protein.

    DOI: 10.1007/s11120-008-9366-2

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  • Monitoring water reactions during the S-state cycle of the photosynthetic water-oxidizing center: Detection of the DOD bending vibrations by means of Fourier transform infrared spectroscopy 査読

    Hiroyuki Suzuki, Miwa Sugiura, Takumi Noguchi

    BIOCHEMISTRY   47 ( 42 )   11024 - 11030   2008年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    Photosynthetic water oxidation takes place in the water-oxidizing center (WOC) of photosystem II (PSII). To clarify the mechanism of water oxidation, detecting water molecules in the WOC and monitoring their reactions at the molecular level are essential. In this study, we have for the first time detected the DOD bending vibrations of functional D(2)O molecules during the S-state cycle of the WOC by means of Fourier transform infrared (FTIR) difference spectroscopy. Flash-induced FTIR difference spectra upon S-state transitions were measured using the PSII core complexes from Thermosynechococcus elongatus moderately deuterated with D(2)(16)O and D(2)(18)O. D(2)(16)O-minus-D(2)(18)O double difference spectra at individual S-state transitions exhibited six to eight peaks arising from the D(16)OD/D(18)OD bending vibrations in the 1250-1150 cm(-1) region. This observation indicates that at least two water molecules, not in any deprotonated forms, participate in the reaction at each S-state transition throughout the cycle. Most of the peaks exhibited clear counter peaks with opposite signs at different transitions, reflecting a series of reactions of water molecules at the catalytic site. In contrast, negative bands at similar to 1240 cm(-1) in the S(2) -&gt; S(3), S(3) -&gt; S(0), and possibly S(0) -&gt; S(1) transitions, for which no clear counter peaks were found in other transitions, can be interpreted as insertion of substrate water into the WOC from a water cluster in the proteins. The characteristics of the weakly D-bonded OD stretching bands were consistent with the insertion of substrate from internal water molecules in the S(2) -&gt; S(3) and S(3) -&gt; S(0) transitions. The results of this study show that FTIR detection of the DOD bending vibrations is a powerful method for investigating the molecular mechanism of photosynthetic water oxidation as well as other enzymatic reactions involving functional water molecules.

    DOI: 10.1021/bi801580e

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  • Quantum efficiency distributions of photo-induced side-pathway donor oxidation at cryogenic temperature in photosystem II 査読

    Joseph L. Hughes, A. William Rutherford, Miwa Sugiura, Elmars Krausz

    PHOTOSYNTHESIS RESEARCH   98 ( 1-3 )   199 - 206   2008年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SPRINGER  

    We monitored illuminated-minus-dark absorption difference spectra in the range of 450-1100 nm induced by continuous illumination at 8 K of photosystem II (PSII) core complexes from Thermosynechococcus elongatus. The photo-induced oxidation of the side-path donors Cytb(559), beta-carotene and chlorophyll Z, as well as the concomitant stable (t(1/2) &gt; 1 s) reduction of the first plastoquinone electron acceptor, Q(A) (monitored by the well-known &apos;C550&apos; shift), were quantified as a function of the absorbed photons per PSII. The Q(A) photo-induced reduction data can be described by three distinct quantum efficiency distributions: (i) a very high efficiency of similar to 0.5-1, (ii) a middle efficiency with a very large range of similar to 0.014-0.2, and (iii) a low efficiency of similar to 0.002. Each of the observed side-path donors exhibited similar quantum efficiency distributions, which supports a branched pathway model for side-path oxidation where beta-carotene is the immediate electron donor to the photo-oxidized chlorophyll (P680(+)). The yields of the observed side-path donors account quantitatively for the wide middle efficiency range of photo-induced Q(A) reduction, but not for the PSII fractions that exhibit the highest and lowest efficiencies. The high-efficiency component may be due to Tyr(Z) oxidation.

    DOI: 10.1007/s11120-008-9330-1

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  • Isotopic labelling of photosystem II in Thermosynechococcus elongatus 査読

    Alain Boussac, Jean-Marc Verbavatz, Miwa Sugiura

    PHOTOSYNTHESIS RESEARCH   98 ( 1-3 )   285 - 292   2008年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SPRINGER  

    This report describes a protocol to incorporate isotopically labelled aromatic amino acids into the proteins of the thermophilic cyanobacterium Thermosynechoccus elongatus. By using the EPR signal of the two redox active tyrosines of Photosystem II, Tyr(D)(center dot) and Tyr(Z)(center dot), as spectroscopic probes it is shown that labelled tyrosines can be incorporated with a high yield in this cyanobacterium. The production of a fully (13)C- or (2)H-labelled enzyme is also described.

    DOI: 10.1007/s11120-008-9305-2

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  • Biosynthetic exchange of bromide for chloride and strontium for calcium in the photosystem II oxygen-evolving enzymes 査読

    Naoko Ishida, Miwa Sugiura, Fabrice Rappaport, Thanh-Lan Lai, A. William Rutherford, Alain Boussac

    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY   283 ( 19 )   13330 - 13340   2008年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER SOC BIOCHEMISTRY MOLECULAR BIOLOGY INC  

    The active site for water oxidation in photosystem II goes through five sequential oxidation states (S(0) to S(4)) before O(2) is evolved. It consists of a Mn(4)Ca cluster close to a redox-active tyrosine residue (Tyr(Z)). Cl(-) is also required for enzyme activity. To study the role of Ca(2+) and Cl(-) in PSII, these ions were biosynthetically substituted by Sr(2+) and Br(-), respectively, in the thermophilic cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus. Irrespective of the combination of the non-native ions used (Ca/Br, Sr/Cl, Sr/Br), the enzyme could be isolated in a state that was fully intact but kinetically limited. The electron transfer steps affected by the exchanges were identified and then investigated by using time-resolved UV-visible absorption spectroscopy, time-resolved O(2) polarography, and thermoluminescence spectroscopy. The effect of the Ca(2+)/Sr(2+) and Cl(-)/Br(-) exchanges was additive, and the magnitude of the effect varied in the following order: Ca/Cl &lt; Ca/Br &lt; Sr/Cl &lt; Sr/Br. In all cases, the rate of O(2) release was similar to that of the S(3)Tyr(Z)(center dot) to S(0)Tyr(Z) transition, with the slowest kinetics (i.e. the Sr/Br enzyme) being approximate to 6-7 slower than in the native Ca/Cl enzyme. This slowdown in the kinetics was reflected in a decrease in the free energy level of the S(3) state as manifest by thermoluminescence. These observations indicate that Cl(-) is involved in the water oxidation mechanism. The possibility that Cl(-) is close to the active site is discussed in terms of recent structural models.

    DOI: 10.1074/jbc.M710583200

    Web of Science

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  • Influence of Histidine-198 of the D1 subunit on the properties of the primary electron donor, P-680, of photosystem II in Thermosynechococcus elongatus 査読

    Miwa Sugiura, Alain Boussac, Takumi Noguchi, Fabrice Rappaport

    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOENERGETICS   1777 ( 4 )   331 - 342   2008年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    The influence of the histidine axial ligand to the P-D1 chlorophyll of photosystem II on the redox potential and spectroscopic properties of the primary electron donor, P-680, was investigated in mutant oxygen-evolving photosystem II (PSII) complexes purified from the thermophilic cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus. To achieve this aim, a mutagenesis system was developed in which the psbA(1) and psbA(2) genes encoding D1 were deleted from a His-tagged CP43 strain (to generate strain WT*) and mutations D1-H198A and D1-H198Q were introduced into the remaining psbA(3) gene. The O-2-evolving activity of His-tagged PSII isolated from WT* was found to be significantly higher than that measured from His-tagged PSII isolated from WT in which psbA(1) is expected to be the dominantly expressed form. PSII purified from both the D1-H198A and D1-H198Q mutants exhibited oxygen-evolving activity as high as that from WT*. Surprisingly, a variety of kinetic and spectroscopic measurements revealed that the D1-H198A and D1-H198Q mutations had little effect on the redox and spectroscopic properties of P680, in contrast to the earlier results from the analysis of the equivalent mutants constructed in Synechoeystis sp. PCC 6803 [B.A. Diner, E. Schlodder, P.J. Nixon, W.J. Coleman, F. Rappaport, J. Lavergne, W.F. Vermaas, D.A. Chisholm, Site-directed mutations at D1-His 198 and D2-His197 of photosystem II in Synechocystis PCC 6803: sites of primary charge separation and cation and triplet stabilization, Biochemistry 40 (2001) 9265-92811. We conclude that the nature of the axial ligand to PD1 is not an important determinant of the redox and spectroscopic properties Of P680 in T elongatus. (C) 2008 Elsevier B.V All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.bbabio.2008.01.007

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  • Low-temperature photochemistry in photosystem II from Thermosynechococcus elongatus induced by visible and near-infrared light 査読

    Alain Boussac, Miwa Sugiura, Thanh-Lan Lai, A. William Rutherford

    PHILOSOPHICAL TRANSACTIONS OF THE ROYAL SOCIETY B-BIOLOGICAL SCIENCES   363 ( 1494 )   1203 - 1210   2008年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ROYAL SOC  

    The active site for water oxidation in photosystem II (PSII) consists of a Mn(4)Ca cluster close to a redox-active tyrosine residue (TyrZ). The enzyme cycles through five sequential oxidation states (S(0) to S(4)) in the water oxidation process. Earlier electron paramagnetic resonance (EPR) work showed that metalloradical states, probably arising from the Mn(4) cluster interacting with TyrZ(center dot), can be trapped by illumination of the S(0), S(1) and S(2) states at cryogenic temperatures. The EPR signals reported were attributed to S(0)TyrZ(center dot), S(1)TyrZ(center dot) and S(2)TyrZ(center dot), respectively. The equivalent states were examined here by EPR in PSII isolated from Thermosynechococcus elongatus with either Sr or Ca associated with the Mn(4) cluster. In order to avoid spectral contributions from the second tyrosyl radical, TyrD(center dot), PSII was used in which Tyr160 of D2 was replaced by phenylalanine. We report that the metalloradical signals attributed to TyrZ(center dot) interacting with the Mn cluster in S(0), S(1), S(2) and also probably the S(3) states are all affected by the presence of Sr. Ca/Sr exchange also affects the non-haem iron which is situated approximately 44 angstrom units away from the Ca site. This could relate to the earlier reported modulation of the potential of QA by the occupancy of the Ca site. It is also shown that in the S3 state both visible and near-infrared light are able to induce a similar Mn photochemistry.

    DOI: 10.1098/rstb.2007.2216

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  • Flash-induced FTIR difference spectroscopy shows no evidence for the structural coupling of bicarbonate to the oxygen-evolving Mn cluster in photosystem II 査読

    Chika Aoyama, Hiroyuki Suzuki, Miwa Sugiura, Takumi Noguchi

    BIOCHEMISTRY   47 ( 9 )   2760 - 2765   2008年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    Bicarbonate is known to be required for the maximum activity of photosystem II. Although it is well established that bicarbonate is bound to the northeme iron to regulate the quinone reactions, the effect of bicarbonate on oxygen evolution is still controversial, and its binding site and exact physiological roles remain to be clarified. In this study, the structural coupling of bicarbonate to the oxygen-evolving center (OEC) was studied using Fourier transform infrared (FTIR) difference spectroscopy. Flash-induced FTIR difference spectra during the S-state cycle of OEC were recorded using the PSII core complexes from Thermosynechococcus elongatus in the presence of either unlabeled bicarbonate or (13)C-bicarbonate. The H(12)CO(3)-minus-H(13)CO(3)-double difference spectra showed prominent bicarbonate bands at the first flash, whereas no appreciable bands were detected at the second to fourth flashes. The bicarbonate bands at the, first flash were virtually identical to those from the nonheme iron, which was preoxidized by ferricyanide and photoreduced by a single flash, recorded using Mn-depleted PSII complexes. Using the bicarbonate bands of the nonheme iron as an internal standard, it was concluded that no bicarbonate band arising from OEC exists in the S-state FTIR spectra. This conclusion indicates that bicarbonate is not affected by the structural changes in OEC upon the four S-state transitions. It is thus strongly suggested that bicarbonate is neither a ligand to the Mn cluster nor a cofactor closely coupled to OEC, although the possibility cannot be fully excluded that nonexchangeable bicarbonate exists in OEC as a constituent of the Mn-cluster core. The data also provide strong evidence that bicarbonate does not function as a substrate or a catalytic intermediate. Bicarbonate may play major roles in the photoassembly process of the Mn cluster and in the stabilization of OEC by a rather indirect interaction.

    DOI: 10.1021/bi702241t

    Web of Science

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  • 3P-255 光化学系IIにおける非ヘム鉄中心周りの水素結合ネットワーク : フーリエ変換赤外分光法による解析(光生物・光合成,第46回日本生物物理学会年会)

    Takahashi Ryouta, Sugiura Miwa, Boussac Alain, Noguchi Takumi

    生物物理   48   S166 - S167   2008年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.48.S166_6

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  • 3P-256 FTIR法による光化学系IIにおけるフェオフィチン電子受容体の水素結合構造の解析(光生物・光合成,第46回日本生物物理学会年会)

    Shibuya Yuichi, Okubo Tatsunori, Suzuki Hiroyuki, Sugiura Miwa, Noguchi Takumi

    生物物理   48   S167   2008年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.48.S167_1

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  • 3P-259 光合成水分解系における活性水分子のDOD変角振動のFTIR検出(光生物・光合成,第46回日本生物物理学会年会)

    Suzuki Hiroyuki, Sugiura Miwa, Noguchi Takuma

    生物物理   48   S167   2008年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.48.S167_4

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  • X-ray crystallography identifies two chloride binding sites in the oxygen evolving centre of Photosystem II 査読

    James W. Murray, Karim Maghlaoui, Joanna Kargul, Naoko Ishida, Thanh-Lan Lai, A. William Rutherford, Miwa Sugiura, Alain Boussac, James Barber

    ENERGY & ENVIRONMENTAL SCIENCE   1 ( 1 )   161 - 166   2008年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ROYAL SOC CHEMISTRY  

    Bromide anomalous X-ray diffraction analyses have been used to locate chloride binding sites in the vicinity of the water splitting/oxygen evolving centre (OEC) of Photosystem II. Three-dimensional crystals of PSII from Thermosynechococcus elongatus were grown from (i) isolated PSII crystals infiltrated with bromide or (ii) PSII obtained from cells cultured in a medium in which the chloride content was totally replaced by bromide. In either case, the anomalous diffraction yielded the same result, the existence of two bromide binding sites in the vicinity of the OEC. Neither are in the first coordination sphere of the Mn and Ca ions which form the catalytic centre of the OEC, being about 6 to 7 angstrom from the metal-cluster. Site 1 is located close to the side chain nitrogen of D2-K317 and the backbone nitrogen of D1-Glu333 while Site 2 is adjacent to backbone nitrogens of CP43-Glu354 and D1-Asn338. Their positioning close to postulated hydrophilic channels may suggest a role in proton removal from, or substrate access to, the OEC.

    DOI: 10.1039/b810067p

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  • 3P-253 光化学系IIの分子構造と機能における分光学的研究(光生物・光合成,第46回日本生物物理学会年会)

    Boussac Alain, Ishida Naoko, lai Thanh-Lan, Rutherford A. William, Rappaport Fabrice, Pushkar Yulia, Sugiura Miwa

    生物物理   48   S166   2008年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.48.S166_4

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  • 3S4-5 光化学系IIの構造と機能の解明から応用まで(3S4 光合成の新たなる潮流=光合成で新エネルギー創製を達成できるか=,第46回日本生物物理学会年会)

    杉浦 美羽

    生物物理   48   S18   2008年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.48.S18_3

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  • Water molecules coupled to the redox-active tyrosine Y-D in photosystem II as detected by FTIR Spectroscopy 査読

    Ryouta Takahashi, Miwa Sugiura, Takumi Noguchi

    BIOCHEMISTRY   46 ( 49 )   14245 - 14249   2007年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    The redox-active tyrosine Y-D (D2-Tyr160) in photosystem II (PSII) serves as a side-path electron donor to P680. When YD is oxidized, a proton is released from phenolic OH, and a neutral radical Y-D(center dot) is formed. A hydrogen bond network around YD must be deeply involved in the mechanism of the YD reaction. In this study, we have detected water molecules structurally coupled to YD by means of Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. Light-induced Y-D(center dot)/Y-D FTIR difference spectrum of a hydrated film of the PSII core complexes from Thermosynechococcus elongatus showed major signals at 3636(-)/3617(+) and 3594(+)/3585(-) cm(-1) in the weakly hydrogen bonded OH stretching region. These peaks downshifted by 11-12 cm(-1) upon (H2O)-O-18 substitution and almost disappeared upon H/D exchange, and hence, they were definitely assigned to the water OH vibrations. Small intramolecular couplings of 3-6 cm(-1) estimated from the OH frequencies of residual HOD species in a deuterated film indicate that these OH signals, arise from two different water molecules that have significantly asymmetric hydrogen bond structures. Similar OH signals were observed in PSII-enriched membranes from spinach, suggesting that two water molecules commonly exist near YD irrespective of biological species. These water molecules are coupled to YD most probably through a hydrogen bond network or one of them possibly interacts directly with YD, and thus, they may play crucial roles in the YD reaction by forming a proton-transfer pathway and tuning the redox potential Of Y-D.

    DOI: 10.1021/bi701752d

    Web of Science

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  • Ycf12 is a core subunit in the photosystem II complex 査読

    Yasuhiro Kashino, Takeshi Takahashi, Natsuko Inoue-Kashino, Akiko Ban, Yohei Ikeda, Kazuhiko Satoh, Miwa Sugiura

    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOENERGETICS   1767 ( 11 )   1269 - 1275   2007年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    The latest crystallographic model of the cyanobacterial photosystem II (PS II) core complex added one transmembrane low molecular weight (LMW) component to the previous model, suggesting the presence of an unknown transmembrane LMW component in PS II. We have investigated the polypeptide composition in highly purified intact PS II core complexes from Thermosynechococcus elongatus, the species which yielded the PS II crystallographic models described above, to identify the unknown component. Using an electrophoresis system specialized for separation of LMW hydrophobic proteins, a novel protein of similar to 5 kDa was identified as a PS II component. Its N-terminal amino acid sequence was identical to that of Ycf12. The corresponding gene is known as one of the ycf (hypothetical chloroplast reading frame) genes, ycf12, and is widely conserved in chloroplast and cyanobacterial genomes. Nonetheless, the localization and function of the gene product have never been assigned. Our finding shows, for the first time, that ycf12 is actually expressed as a component of the PS II complex in the cell, revealing that a previously unidentified transmembrane protein exists in the PS II core complex. (c) 2007 Elsevier B. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.bbabio.2007.08.008

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  • A nitrite transporter associated with nitrite uptake by higher plant chloroplasts 査読

    Miwa Sugiura, Mihaela N. Georgescu, Masaaki Takahashi

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   48 ( 7 )   1022 - 1035   2007年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

    Chloroplasts take up cytosolic nitrite during nitrate assimilation. In this study we identified a nitrite transporter located in the chloroplasts of higher plants. The transporter, CsNitr1- L, a member of the proton- dependent oligopeptide transporter ( POT) family, was detected during light- induced chloroplast development in de- etiolating cucumber seedlings. We detected a CsNitr1- L - green fluorescent protein ( GFP) fusion protein in the chloroplasts of leaf cells and found that an immunoreactive 51 kDa protein was present in the isolated inner envelope membrane of chloroplasts. CsNitr1- L has an isoform, CsNitr1- S, with an identical 484 amino acid core sequence; however, in CsNitr1- S the 120 amino acid N- terminal extension is missing. Saccharomyces cerevisiae cells expressing CsNitr1- S absorbed nitrite from an acidic medium at a slower rate than mock- transformed control cells, and accumulated nitrite to only one- sixth the concentration of the control cells, suggesting that CsNitr1- S enhances the efflux of nitrite from the cell. Insertion of T- DNA in a single CsNitr1- L homolog ( At1g68570) in Arabidopsis resulted in nitrite accumulation in leaves to more than five times the concentration found in the wild type. These results show that it is possible that both CsNitr1- L and CsNitr1- S encode efflux- type nitrite transporters, but with different subcellular localizations. CsNitr1- L may possibly load cytosolic nitrite into chloroplast stroma in the chloroplast envelope during nitrate assimilation. The presence of genes homologous to CsNitr1- L in the genomes of Arabidopsis and rice indicates that facilitated nitrite transport is of general physiological importance in plant nutrition.

    DOI: 10.1093/pcp/pcm073

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  • Perturbation of the structure of P680 and the charge distribution on its radical cation in isolated reaction center complexes of photosystem II as revealed by Fourier transform infrared spectroscopy 査読

    Tatsunori Okubo, Tatsuya Tomo, Miwa Sugiura, Takumi Noguchi

    BIOCHEMISTRY   46 ( 14 )   4390 - 4397   2007年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    The structure and the electronic properties of P680 and its radical cation in photosystem II (PSII) were studied by means of Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Light-induced P680(+)/P680 FTIR difference spectra in the mid- and near-IR regions were measured using PSII membranes from spinach, core complexes from Thermosynechococcus elongatus, and reaction center (RC) complexes (D1-D2-Cytb559) from spinach. The spectral features of the former two preparations were very similar, indicating that the structures of P680 and its radical cation are virtually identical between membranes and cores and between plants and cyanobacteria. In sharp contrast, the spectrum of the RC complexes exhibited significantly different features. A positive doublet at similar to 1724 and similar to 1710 cm(-1) due to the 13(1)-keto CO stretches of P680(+) in the membrane and core preparations were changed to a prominent single peak at 1712 cm(-1) in the RC complexes. This observation was interpreted to indicate that a positive charge on P680(+) was extensively delocalized over the chlorophyll dimer in RC, whereas it was mostly localized on one chlorophyll molecule (70-80%) in intact P680. The significant change in the electronic structure of P680(+) in RC was supported by a dramatic change in the characteristics of a broad intervalence band in the near-IR region and relatively large shifts of chlorin ring bands. It is proposed that the extensive charge delocalization in P680(+) mainly causes the decrease in the redox potential of P680(+)/P680 in isolated RC complexes. This potential decrease explains the well-known phenomenon that Y(Z) is not oxidized by P680(+) in RC complexes.

    DOI: 10.1021/bi700157n

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  • Characterization of the tyrosine-Z radical and its environment in the spin-coupled S2TyrZ· state of Photosystem II from Thermosynechococcus elongatus

    Un, S, Boussac, A, Sugiura, M

    Biochemistry   46 ( 11 )   3138 - 3150   2007年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/bi062084f

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  • 2P323 FTIR法による光化学系IIにおけるチロシンY_Dと水分子の相互作用の検出(光生物学(光合成・視覚と光受容),口頭発表,第45回日本生物物理学会年会)

    高橋 亮太, 杉浦 美羽, 野口 巧

    生物物理   47   S193   2007年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.47.S193_4

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  • 2P322 FTIR及び量子化学計算による光化学系IIにおけるプラストキノンの分子相互作用の解析(光生物(光合成),ポスター発表,第45回日本生物物理学会年会)

    高野 晃, Suzuki Hiroyuki, Takahashi Ryouta, Sugiura Miwa, Noguchi Takumi

    生物物理   47   S193   2007年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.47.S193_3

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  • 2P324 光化学系IIにおけるMnクラスターと炭酸水素イオンの相互作用に関するFTIR法による研究(光生物(光合成),ポスター発表,第45回日本生物物理学会年会)

    青山 智佳, 鈴木 博行, 杉浦 美羽, 野口 巧

    生物物理   47   S194   2007年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.47.S194_1

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  • Structural perturbation of the carboxylate ligands to the manganese cluster upon Ca2+/Sr2+ exchange in the S-state cycle of photosynthetic oxygen evolution as studied by flash-induced FTIR difference spectroscopy

    Hiroyuki Suzuki, Yuta Taguchi, Miwa Sugiura, Alain Boussac, Takumi Noguchi

    BIOCHEMISTRY   45 ( 45 )   13454 - 13464   2006年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    A Ca2+ ion is an indispensable element in the oxygen-evolving Mn cluster in photosystem II (PSII). To investigate the structural relevance of Ca2+ to the Mn cluster, the effects of Sr2+ substitution for Ca2+ on the structures and reactions of ligands to the Mn cluster during the S-state cycle were investigated using flash-induced Fourier transform infrared ( FTIR) difference spectroscopy. FTIR difference spectra representing the four S-state transitions, S-1 -&gt; S-2, S-2 -&gt; S-3, S-3 -&gt; S-0, and S-0 -&gt; S-1, were recorded by applying four consecutive flashes either to PSII core complexes from Thermosynechococcus elongatus or to PSII-enriched membranes from spinach. The spectra were also recorded using biosynthetically Sr(2+)substituted PSII core complexes from T. elongatus and biochemically Sr2+-substituted PSII membranes from spinach. Several common spectral changes upon Sr2+ substitution were observed in the COO(-)stretching region of the flash-induced spectra for both preparations, which were best expressed in Ca2+-minus-Sr2+ double difference spectra. The significant intensity changes in the symmetric COO- peaks at similar to 1364 and similar to 1418 cm(-1) at the first flash were reversed as opposite intensity changes at the third flash, and the slight shift of the similar to 1446 cm-1 peak at the second flash corresponded to the similar but opposite shift at the fourth flash. Analyses of these changes suggest that there are at least three carboxylate ligands whose structures are significantly perturbed by Ca2+/Sr2+ exchange. They are (1) the carboxylate ligand having a bridging or unidentate structure in the S2 and S3 states and perturbed in the S-1 -&gt; S-2 and S-3 -&gt; S-0 transitions, (2) that with a chelating or bridging structure in the S1 and S0 states and perturbed also in the S-1 -&gt; S-2 and S-3 -&gt; S-0 transitions, and (3) that with a chelating structure in the S-3 and S-0 states and changes in the S-2 -&gt; S-3 and S-0 -&gt; S-1 transitions. Taking into account the recent FTIR studies using site-directed mutagenesis and/or isotope substitution [Chu et al. (2004) Biochemistry 43,3152- 3116; Kimura et al. (2005) J. Biol. Chem. 280, 2078-2083; Strickler et al. (2006) Biochemistry 45, 8801-8811], it was concluded that these carboxylate groups do not originate from either D1-Ala344 (C-terminus) or D1-Glu189, which are located near the Ca2+ ion in the X-ray crystallographic model of the Mn cluster. It was thus proposed that if the X-ray model is correct, the above carboxylate groups sensitive to Sr2+ substitution are ligands to the Mn ions strongly coupled to the Ca2+ ion rather than direct ligands to Ca2+.

    DOI: 10.1021/bi061232z

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  • Improvement of nitrate- and nitrite-dependent growth of rice by the introduction of a constitutively expressing chloroplastic nitrite transporter

    Sustiprijatno, Miwa Sugiura, Ken'ichi Ogawa, Masaaki Takahashi

    Plant Biotechnology   23 ( 1 )   47 - 54   2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Japanese Society for Plant Cell and Molecular Biology  

    Loading of cytosolic nitrite into the chloroplast in nitrate assimilation of rice was modified by introducing gene for chloroplastic nitrite transport from cucumber. Rice (Oryza sativa L. japonica cv. Nipponbare) was transformed with a cDNA (CsNitr1-L) that encodes a nitrite transporter of cucumber under the control of the CaMV35S promoter. CsNitr1-L transgenic rice grown by hydroponics with nitrate supplied as the sole nitrogen source grew as well as plants grown with ammonia. In contrast the growth of the untransformed or mock-transformed control rice was retarded on nitrate-containing medium by about 60% compared to plants grown with ammonia. Nitrite was not beneficial to the growth of the untransformed or mock-transformed control rice but sustained that of CsNitr1-L transgenic rice. Low steady-state concentration of nitrite in leaves as well as delayed non-photochemical quenching of chlorophyll fluorescence in CsNitr1-L transgenic rice seems indicative of higher nitrite use in chloroplasts.

    DOI: 10.5511/plantbiotechnology.23.47

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  • 2P357 Proton Release Pattern during Photosynthetic Water Oxidation as Studied by Flash-Induced FTIR Difference Spectroscopy(43. Photosynthesis,Poster Session,Abstract,Meeting Program of EABS & BSJ 2006)

    Suzuki Hiroyuki, Sugiura Miwa, Noguchi Takumi

    生物物理   46 ( 2 )   S385   2006年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.46.S385_1

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  • 2P358 Effects of P_<680> ligand substitution in the oxygen-evolving Photosystem II of Thermosynechococcus elongatus(43. Photosynthesis,Poster Session,Abstract,Meeting Program of EABS & BSJ 2006)

    Sugiura Miwa, Boussac Alain, Noguchi Takumi, Rappaport Fabrice

    生物物理   46 ( 2 )   S385   2006年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.46.S385_2

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  • 2P359 Hydrogen bonding structure of the redox-active tyrosine Y_D in photosystem II as studied by FTIR spectroscopy and DFT calculations(43. Photosynthesis,Poster Session,Abstract,Meeting Program of EABS & BSJ 2006)

    Takahashi Ryouta, Suzuki Hiroyuki, Sugiura Miwa, Boussac Alain, Noguchi Takumi

    生物物理   46 ( 2 )   S385   2006年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.46.S385_3

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  • Near-infrared-induced transitions in the manganese cluster of photosystem II: Action spectra for the S-2 and S-3 redox states

    A Boussac, M Sugiura, D Kirilovsky, AW Rutherford

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   46 ( 6 )   837 - 842   2005年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

    The Mn4Ca complex that is involved in water oxidation in PSII is affected by near-infrared (NIR) light in certain redox states and these phenomena can be monitored by electron paramagnetic resonance (EPR) at low temperature. Here we report the action spectra of the NIR effects in the S-2 and S-3 states in PSII from plants and the thermophilic cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus. The action spectra obtained are very similar in both S states, indicating the presence of the same photoactive form of the Mn4Ca complex in both states. Since the chemical nature of the photoactive species is not known, an unequivocal interpretation of this result cannot be made; however, it appears to be more easily reconciled with the view that the redox state of the Mn4Ca cluster does not change from the S-2 to the S-3 transition, at least in those centers sensitive to NIR light. The temperature dependence of the NIR effect and the action spectra for S-2 indicate the presence of structural heterogeneity in the Mn4Ca cluster.

    DOI: 10.1093/pcp/pci088

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  • Monolayers of photosystem II on gold electrodes with enhanced sensor response - effect of porosity and protein layer arrangement

    J Maly, J Krejci, M Ilie, L Jakubka, J Masojidek, R Pilloton, K Sameh, P Steffan, Z Stryhal, M Sugiura

    ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY   381 ( 8 )   1558 - 1567   2005年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SPRINGER HEIDELBERG  

    Mass transport of the bulk of the analyte to the electrode and through the bioactive layer can be significantly improved by use of the nanoelectrode array and defined arrangement of protein film. This phenomenon has been studied by (i) atomic-force microscopy, (ii) electrochemical measurements of PSII activity, and (iii) digital simulations for an oriented monolayer of histidine-tagged photosystem II (PSII) immobilized on nitrilotriacetic acid (NTA)-modified gold electrodes. The output signal of the electrochemical biosensor is controlled by (i) mass transport from the bioactive layer to electrode and (ii) mass transport between the bulk of the analyte and the electrode. Mass transport through the bioactive layer was electrochemically studied for PSII self-assembled on gold screen-printed electrodes. A densely packed monolayer of PSII has a significant shielding effect toward the diffusion of redox mediator duroquinone (DQ). Mass transport to the planar electrode surface was improved by co-immobilization of bovine-serum albumin (BSA) as spacer biomolecule in the monolayer of PSII. Correlation between the electrochemical properties and surface arrangement of the resulting protein films was clearly observable and confirmed the improved mass-transport properties of structured enzyme monolayers. On the basis of this observation, the application of a bottom-up approach for improvement of electrode performance was proposed and digitally simulated for an infinite array of electrodes ranging in diameter from 50 nm to 5 mu m. The nanoelectrode array, with the optimum time window selected for measurements, enables enhancement of mass transport between the bulk of the analyte and the macroelectrode by a factor of up to 50 in comparison with "classical" planar electrodes. Use of a time window enables minimization of crosstalk between individual electrodes in the array. The measurements require methods which suppress the double-layer capacity.

    DOI: 10.1007/s00216-005-3149-9

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  • pH dependence of the flash-induced S-state transitions in the oxygen-evolving center of photosystem II from Thermosynechoccocus elongatus as revealed by Fourier transform infrared spectroscopy 査読

    H Suzuki, M Sugiura, T Noguchi

    BIOCHEMISTRY   44 ( 5 )   1708 - 1718   2005年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    pH dependence of the efficiencies of the flash-induced S-state transitions in the oxygen-evolving center (OEC) was studied by means of Fourier transform infrared (FTIR) difference spectroscopy using photosystem II (PSII) core complexes from the thermophilic cyanabactrium Thermosynechoccocus elongatus. The PSII core complexes dark-adapted at different pHs in the presence of ferricyanide as an electron acceptor were excited by four consecutive saturating laser flashes, and FTIR difference spectra induced by each flash were recorded in the region of 1800-1200 cm(-1). Each difference spectrum was fitted with a linear combination of standard spectra measured at pH 6.0, which represent the spectra upon individual S-state transitions, and the transition efficiencies were estimated from the fitting parameters. It was found that the S(1) --&gt; S(2) transition probability is independent of pH throughout the pH region of 3.5-9.5, while the S(2) --&gt; S(3), S(3) --&gt; S(0), and S(0) --&gt; S(1) transition probabilities decrease at acidic pH with pK values of 3.6 +/- 0.2, 4.2 +/- 0.3, and 4.7 +/- 0.5, respectively. These findings, i.e., the pH-independent S(1) - S2 transition probability and the pK values for the inhibition in the acidic range of the other three transitions, were in good agreement with recent results obtained by electron paramagnetic resonance measurements for PSII-enriched membranes of spinach [Bernat, G., Morvaridi, F., Feyziyev, Y., and Styring, S. (2002) Biochemistry 41, 5830-5843]. On the basis of this correspondence for quite different types of PSII preparations exhibiting marked difference in the pH dependence of the apparent proton release pattern, it is concluded that the inhibition of the S(2) --&gt; S(3), S(3) --&gt; S(0), and S(0) --&gt; S(1) transitions in the acidic region is an inherent property of the OEC. This feature probably reflects proton release from substrate water in these three transitions. On the other hand, all of the S-state transitions remained generally efficient up to pH 9.5 in the alkaline region, except for a slight decrease of the S(3) --&gt; S(0) transition probability above pH 8 (pK - 10). This observation partly differs from the tendency reported for spinach preparations, suggesting that a mechanism different from that in the acidic region is responsible for the transition efficiencies in the alkaline region.

    DOI: 10.1021/bi0483312

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  • 3P273 光化学系IIにおけるP680カチオンラジカルの電子状態(光生物 B) 光合成))

    北嶋 裕一, 水出 光, 鞘 達也, 杉清 美羽, 野口 巧

    生物物理   45   S272   2005年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.45.S272_1

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  • 3P272 酸素発生マンガンクラスターにおけるCa^<2+>の構造的関与 : Sr^<2+>置換によるFTIR解析(光生物 B) 光合成))

    鈴木 博行, 田口 雄太, 杉浦 美羽, Boussac Alain, 野口 巧

    生物物理   45   S271   2005年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.45.S271_4

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  • 3P274 ATR法を用いた光化学系IIにおける電子伝達成分の赤外スペクトル測定(光生物 B) 光合成))

    大久保 辰則, 鈴木 博行, 杉浦 美羽, 野口 巧

    生物物理   45   S272   2005年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.45.S272_2

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  • Cytochrome c(550) in the cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus - Study of redox mutants 査読

    D Kirilovsky, M Roncel, A Boussac, A Wilson, JL Zurita, JM Ducruet, H Bottin, M Sugiura, JM Ortega, AW Rutherford

    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY   279 ( 51 )   52869 - 52880   2004年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER SOC BIOCHEMISTRY MOLECULAR BIOLOGY INC  

    Cytochrome c(550) is one of the extrinsic Photosystem II subunits in cyanobacteria and red algae. To study the possible role of the heme of the cytochrome c(550) we constructed two mutants of Thermosynechococcus elongatus in which the residue His-92, the sixth ligand of the heme, was replaced by a Met or a Cys in order to modify the redox properties of the heme. The H92M and H92C mutations changed the midpoint redox potential of the heme in the isolated cytochrome by +125 mV and -30 mV, respectively, compared with the wild type. The binding-induced increase of the redox potential observed in the wild type and the H92C mutant was absent in the H92M mutant. Both modified cytochromes were more easily detachable from the Photosystem II compared with the wild type. The Photosystem II activity in cells was not modified by the mutations suggesting that the redox potential of the cytochrome c(550) is not important for Photosystem II activity under normal growth conditions. A mutant lacking the cytochrome c(550) was also constructed. It showed a lowered affinity for Cl- and Ca2+ as reported earlier for the cytochrome c(550)-less Synechocystis 6803 mutant, but it showed a shorter lived S(2)Q(B)(-) state, rather than a stabilized S-2 state and rapid deactivation of the enzyme in the dark, which were characteristic of the Synechocystis mutant. It is suggested that the latter effects may be caused by loss ( or weaker binding) of the other extrinsic proteins rather than a direct effect of the absence of the cytochrome c(550).

    DOI: 10.1074/jbc.M408206200

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  • Site-directed mutagenesis of the Thermosynechococcus elongatus photosystem II: The O-2-evolving enzyme lacking the redox-active tyrosine D 査読

    M Sugiura, F Rappaport, K Brettel, T Noguchi, AW Rutherford, A Boussac

    BIOCHEMISTRY   43 ( 42 )   13549 - 13563   2004年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    Site-directed mutagenesis in the photosystem II (PSII) oxygen-evolving enzyme was achieved in the thermophilic cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus. PSII from this species is the focus of attention because its robustness makes it suitable for enzymological and biophysical studies. PSII, which lacks the redox-active tyrosine Tyro, was engineered by substituting a phenylalanine for tyrosine 160 of the D2 protein. An aim of this work was to engineer a mutant for spectroscopy, in particular, for EPR, on the active enzyme. The Tyr(D)(.) EPR signal was monitored in whole cells (i) to control the expression level of the two genes (psbD(1) and psbD(2)) encoding D2 and (ii) to assess the success of the mutagenesis. Both psbD(1) and psbD(2) could be expressed, and recombination occurred between them. The D2-Y160F mutation was introduced into psbD(1) after psbD(2) was deleted and a His-tag was attached to the CP43 protein. The effects of the Y160F mutation were characterized in cells, thylakoids, and isolated PSII. The efficiency of enzyme function under the conditions tested was unaffected. The distribution and lifetime of the redox states (S-n states) of the enzyme cycle were modified, with more So in the dark and no rapid decay phase of S-3. Although not previously reported, these effects were expected because Tyr(D)(.) is able to oxidize S-0 and Tyr(D) is able to reduce S-2 and S-3. Slight changes in the difference spectra in the visible and infrared recorded upon the formation and reduction of the chlorophyll cation P-680(+) and kinetic measurements of P-680(+) reduction indicated minor structural perturbations, perhaps in the hydrogen-bonding network linking Tyr(D) and P-680, rather than electrostatic changes associated with the loss of a charge from Tyr(D)(.)(H+). We show here that this fully active preparation can provide spectra from the Mn4CaO4 complex and associated radical species uncontaminated by Tyr(D)(.).

    DOI: 10.1021/bi048732h

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  • Reversible immobilization of engineered molecules by Ni-NTA chelators 査読

    J Maly, C Di Meo, M De Francesco, A Masci, J Masojidek, M Sugiura, A Volpe, R Pilloton

    BIOELECTROCHEMISTRY   63 ( 1-2 )   271 - 275   2004年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE SA  

    Electrochemical synthesis of nickel-nitrilotriacetic acid (Ni-NTA) chelators, for subsequent immobilization of (HiS)(6)-tagged proteins (Photosystem II (PSII) as model molecule), on Au or Au-graphite electrodes is compared to chemical synthesis. Results show: (i) higher Ni-NTA surface density, (ii) shorter treatment time (1-12 min vs. 16 h normally needed for self-assembled monolayer (SAM)), (iii) possibility of addressing the chelator to only one Au electrode, in a sensor mu-array. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.bioelechem.2003.10.024

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  • Biosynthetic Ca2+/Sr2+ exchange in the photosystem II oxygen-evolving enzyme of Thermosynechococcus elongatus 査読

    A Boussac, F Rappaport, P Carrier, JM Verbavatz, R Gobin, D Kirilovsky, AW Rutherford, M Sugiura

    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY   279 ( 22 )   22809 - 22819   2004年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER SOC BIOCHEMISTRY MOLECULAR BIOLOGY INC  

    The thermophilic cyanobacterium, Thermosynechococcus elongatus, has been grown in the presence of Sr2+ instead of Ca2+ with the aim of biosynthetically replacing the Ca2+ of the oxygen-evolving enzyme with Sr2+. Not only were the cells able to grow normally with Sr2+, they actively accumulated the ion to levels higher than those of Ca2+ in the normal cultures. A protocol was developed to purify a fully active Sr2+-containing photosystem II (PSII). The modified enzyme contained a normal polypeptide profile and 1 strontium/4 manganese, indicating that the normal enzyme contains 1 calcium/4 manganese. The Sr2+- and Ca2+-containing enzymes were compared using EPR spectroscopy, UV-visible absorption spectroscopy, and O-2 polarography. The Ca2+/Sr2+ exchange resulted in the modification of the EPR spectrum of the manganese cluster and a slower turnover of the redox cycle (the so-called S-state cycle), resulting in diminished O-2 evolution activity under continuous saturating light: all features reported previously by biochemical Ca2+/Sr2+ exchange in plant PSII. This allays doubts that these changes could be because of secondary effects induced by the biochemical treatments themselves. In addition, the Sr2+-containing PSII has other kinetics modifications: 1) it has an increased stability of the S-3 redox state; 2) it shows an increase in the rate of electron donation from Tyr(D), the redox-active tyrosine of the D-2 protein, to the oxygen-evolving complex in the S-3-state forming S-2; 3) the rate of oxidation of the S-0-state to the S-1-state by Tyr(D)(.) is increased; and 4) the release of O-2 is slowed down to an extent similar to that seen for the slow-down of the S(3)Tyr(Z)(.) to S(0)Tyr(Z) transition, consistent with the latter constituting the limiting step of the water oxidation mechanism in Sr2+-substituted enzyme as well as in the normal enzyme. The replacement of Ca2+ by Sr2+ appears to have multiple effects on kinetics properties of the enzyme that may be explained by S-state-dependent shifts in the redox properties of both the manganese complex and Tyr(Z) as well as structural effects.

    DOI: 10.1074/jbc.M401677200

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  • 2P253 光化学系IIにおけるカロテノイド及びクロロフィルZを経由する副次的電子移動経路(光生物 B) 光合成)

    北嶋 裕一, 杉浦 美羽, 野口 巧

    生物物理   44   S173   2004年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.44.S173_1

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  • 2P250 光化学系IIにおける第二キノン電子受容体Q_Bの閃光誘起FTIRスペクトル(光生物 B) 光合成)

    鈴木 博行, 長坂 将明, 杉浦 美羽, 野口 巧

    生物物理   44   S172   2004年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.44.S172_2

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  • 2P249 FTIRによる光合成水分解反応におけるプロトン放出過程の解析(光生物 B) 光合成)

    鈴木 博行, 杉浦 美羽, 野口 巧

    生物物理   44   S172   2004年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.44.S172_1

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  • Monolayers of natural and recombinant photosystem II on gold electrodes - Potentials for use as biosensors for detection of herbicides 査読

    J Maly, A Masci, J Masojidek, M Sugiura, R Pilloton

    ANALYTICAL LETTERS   37 ( 8 )   1645 - 1656   2004年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:TAYLOR & FRANCIS INC  

    Two methods for monolayer immobilization of photosystem II (PSII) isolated from thermophilic cyanobacteria Synechococcus elongatus and prospects for its use as a biosensor for detection of herbicides are reported: (i) immobilization based on recombinant (HiS)(6)-tagged PSII coupled with nickel-nitrilotriacetic acid (Ni-NTA) chelator monolayer on An electrode. (ii) immobilization based on the natural PSII coupled with the protein A-anti-DI antibody modified Au electrode. Here, Cysteamine (CYS)-self-assembled monolayer (SAM)-(NTA)-PSII monolayers were compared with traditional bovine serum albumin (BSA)-glutaraldehyde (GA)-PSII crosslinked get matrix and better performances of the derived electro-chemical biosensors were pointed out. Better diffusion of inhibitors and mediators resulted in improved sensitivity, velocity of the response, and lower 150 for herbicides.

    DOI: 10.1081/AL-120037593

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  • The 1.6 Å resolution structure of Fe-superoxide dismutase from the thermophilic cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus 査読

    Kerfeld, C.A, Yoshida, S, Tran, K.T, Yeates, T.O, Duilio, C, Bottin, H, Berthomieu, C, Sugiura, M, Boussac, A

    J. Biol. Inorg. Chem.   8 ( 7 )   707 - 714   2003年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s00775-003-0469-0

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  • Structural and EPR characterization of the soluble form of cytochrome c-550 and of the psbV2 gene product from the cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus 査読

    CA Kerfeld, MR Sawaya, H Bottin, KT Tran, M Sugiura, D Cascio, A Desbois, TO Yeates, D Kirilovsky, A Boussac

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   44 ( 7 )   697 - 706   2003年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

    First, the crystal structure of cytochrome c-550 (the psbV1 gene product) from the thermophilic cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus has been determined to a resolution of 1.8 Angstrom. A comparison of the T elongatus cytochrome c-550 structure to its counterparts from mesophilic organisms, Synechocystis 6803 and Arthrospira maxima, suggests that increased numbers of hydrogen bonds may play a role in the structural basis of thermostability. The cytochrome c-550 in T elongatus also differs from that in Synechocystis 6803 and Arthrospira maxima in its lack of dimerization and the presence of a trigonal planar molecule, possibly bicarbonate, tightly bound to the heme propionate oxygen atoms. Cytochromes c-550 from T elongatus, Synechocystis 6803 and Arthrospira maxima exhibit different EPR spectra. A correlation has been done between the heme-axial ligands geometries and the rhombicity calculated from the EPR spectra. This correlation indicates that binding of cytochrome c-550 to Photosystem 11 is accompanied by structural changes in the heme vicinity. Second, the psbV2 gene product has been found and purified. The UV-visible, EPR and Raman spectra are reported. From the spectroscopic data and from a theoretical structural model based on the cytochrome c-550 structure it is proposed that the 6th ligand of the heme-iron is the Tyr86.

    DOI: 10.1093/pcp/pcg084

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  • Analysis of flash-induced FTIR difference spectra of the S-state cycle in the photosynthetic water-oxidizing complex by uniform N-15 and C-13 isotope labeling 査読

    T Noguchi, M Sugiura

    BIOCHEMISTRY   42 ( 20 )   6035 - 6042   2003年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    Protein bands in flash-induced Fourier transform infrared (FTIR) difference spectra of the S-state cycle of photosynthetic water oxidation were analyzed by uniform N-15 and C-13 isotopic labeling of photosystem II (PS II). The difference spectra upon first- to fourth-flash illumination were obtained with hydrated (for the 1800-1200 cm(-1) region) or deuterated (for the 3500-3100 cm(-1) region) films of unlabeled, N-15-labeled, and C-13-labeled PS II core complexes from Thermosynechococcus elongatus. Shifts of band frequencies upon N-15 and C-13 labeling provided the assignments of major peaks in the regions of 3450-3250 and 1700-1630 cm(-1) to the NH stretches and amide I modes of polypeptide backbones, respectively, and the assignments of some of the peaks in the 1600-1500 cm(-1) region to the amide II modes of backbones. Other prominent peaks in the latter region and most of the peaks in the 1450-1300 cm(-1) region exhibited large downshifts upon C-13 labeling but were unchanged by N-15 labeling, and hence assigned to the asymmetric and symmetric COO- stretching vibrations, respectively, of carboxylate groups in Glu, Asp, or the C-terminus. Peak positions corresponded well with each other among the first- to fourth-flash spectra, and most of the bands in the first- and/or second-flash spectra appeared with opposite signs of intensity in the third- and/or fourth-flash spectra. This observation indicates that the protein movements in the S-1--&gt;S-2 and/or S-2--&gt;S-3 transitions are mostly reversed in the S-3--&gt;S-0 and/or S-0-S-1 transitions, representing a catalytic role of the protein moieties of the water-oxidizing complex. Drastic structural changes in carboxylate groups over the S-state cycle suggest that the Asp and/or Glu side chains play important roles in the reaction mechanism of photosynthetic water oxidation.

    DOI: 10.1021/bi0341612

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  • Redox properties of the photosystem II cytochromes b559 and c550 in the cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus 査読

    M Roncel, A Boussac, JL Zurita, H Bottin, M Sugiura, D Kirilovsky, JM Ortega

    JOURNAL OF BIOLOGICAL INORGANIC CHEMISTRY   8 ( 1-2 )   206 - 216   2003年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SPRINGER-VERLAG  

    Redox properties of cytochrome b559 (Cyt b559) and cytochrome c550 (Cyt c550) have been studied by using highly stable photosystem II (PSII) core complex preparations from a mutant strain of the thermophilic cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus with a histidine tag on the CP43 protein of PSII Two different redox potential forms for Cyt b559 are found in these preparations, with a midpoint redox potential (E'(m)) of + 390 mV in about half of the centers and + 275 mV in the other half. The high-potential form, whose E'(m) is pH independent, can be converted into the lower potential form by Tris washing, mild heating or alkaline pH incubation. The Em of the lowpotential form is significantly higher than that found in other photosynthetic organisms and is not affected by pH. The possibility that the heme of Cyt b559 in T. elongatus is in a more hydrophobic environment is discussed. Cyt c550 has a higher E'(m) when bound to the PSII core (-80 mV at pH 6.0) than after its extraction from the complex (-240 mV at pH 6.0). The E'(m) of Cyt c550 bound to PSII is pH independent, while in the purified state an increase of about 58 mV/pH unit is observed when the pH decreases below pH 9.0. Thus, Cyt c550 seems to have a single protonateable group which influences the redox properties of the heme. From these electrochemical measurements and from EPR controls it is proposed that important changes in the solvent accessibility to the heme and in the acid-base properties of that protonateable group could occur upon the release of Cyt c550 from PSII.

    DOI: 10.1007/s00775-002-0406-7

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  • 光合成酸素発生反応の赤外分光法による解析 : ^<13>C、^<15>N同位体置換による蛋白質バンドの同定

    野口 巧, 杉浦 美羽

    生物物理   43   S202   2003年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.43.S202_2

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  • FTIR detection of water reactions during the flash-induced S-state cycle of the photosynthetic water-oxidizing complex 査読

    T Noguchi, M Sugiura

    BIOCHEMISTRY   41 ( 52 )   15706 - 15712   2002年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    Photosynthetic water oxidation is performed via the light-driven S-state cycle in the water-oxidizing complex (WOC) of photosystem II (PS II). To understand its molecular mechanism, monitoring the reaction of substrate water in each S-state transition is essential. We have for the first time detected the reactions of water molecules in WOC throughout the S-state cycle by observing the OH vibrations of water using flash-induced Fourier transform infrared (FTIR) difference spectroscopy. Moderately hydrated (or deuterated) PS II core films from Synechococcus elongatus were used to obtain the FTIR difference spectra upon the first, second, third, and fourth flash illumination, representing the structural changes in the S-1 --&gt; S-2, S-2 --&gt; S-3, S-3 --&gt; S-0, and S-0 --&gt; S-1 transitions, respectively. In the weakly H-bonded OH region, bands appeared at 3617/3588 cm(-1) as a differential signal in the first-flash spectrum and at 3634, 3621, and 3612 cm(-1) with negative intensities in the second-, third-, and fourth-flash spectra, respectively. These bands shifted down by similar to940 cm(-1) upon deuteration and by similar to10 cm(-1) upon (HO)-O-18 substitution, indicating that they arise from the OH stretches of water including the substrate and its intermediates. Stronuly D-bonded OD bands of water were also identified as broad features in the range of 2600-2200 cm(-1) by taking the double difference between the spectra of (D2O)-O-16- and (D2O)-O-18-deuterated films. In addition, broad continuum features that probably arise from the large proton polarizability of H-bonds were observed around 3000, 2700, 2550, and 2600 cm(-1) in the first-, second-, third-, and fourth-flash spectra, respectively, of the hydrated PS II film, revealing changes in the H-bond network of the protein. The negative OH intensities upon the second to fourth flashes might be related to proton release from substrate water. The results presented here showed that FTIR detection of water OH(D) bands can be a powerful method for investigating the mechanism of photosynthetic water oxidation.

    DOI: 10.1021/bi020603i

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  • Immobilisation of engineered molecules on electrodes and optical surfaces 査読

    J Maly, E Illiano, M Sabato, M De Francesco, Pinto, V, A Masci, D Masci, J Masojidek, M Sugiura, R Franconi, R Pilloton

    MATERIALS SCIENCE & ENGINEERING C-BIOMIMETIC AND SUPRAMOLECULAR SYSTEMS   22 ( 2 )   257 - 261   2002年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    Monolayers of genetically modified proteins with an hexahistidine tag, (HiS)(6), were obtained by using a Ni-NTA chelator synthesized on gold-sputtered surfaces (via sulphide bonds), or on gold and graphite (via sililating agents) working electrodes of screen-printed devices. Two kinds of proteins were produced and purified for this study:
    (a) a recombinant antibody, derived from the 'single-chain Fv' (scFv) format, and
    (b) a photosystem 11 (PSII) core complex isolated from the mutant strain CP43-H of the thermophilic cyanobacterium Synechococcus elongatus.
    An scFv previously isolated from a synthetic 'phage display' library was further engineered with an alkaline phosphatase activity genetically added between the carboxy-terminal of the scFvs and the (HiS)6 to allow direct measurement of immobilisation.
    Renewable specific binding of (HiS)6 proteins to gold and graphite surfaces and fast and sensitive electrochemical or optical detection of analytes were obtained. Additionally, "on chip" protein preconcentration was conveniently achieved for biosensing purposes, starting from crude unpurified extracts and avoiding protein purification steps. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/S0928-4931(02)00177-7

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  • Flash-induced FTIR difference spectra of the water oxidizing complex in moderately hydrated photosystem II core films: Effect of hydration extent on S-state transitions 査読

    T Noguchi, M Sugiura

    BIOCHEMISTRY   41 ( 7 )   2322 - 2330   2002年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    Differently hydrated films of photosystem II (PSII) core complexes from Synechococcus elongatus were prepared in a humidity-controlled infrared cell. The relative humidity was changed by a simple method of placing a different ratio of glycerol/water solution in the sealed cell. The extent of hydration of the PSII film was lowered as the glycerol ratio increased. FTIR difference spectra of the water oxidizing complex upon the first to sixth flashes were measured at 10 degreesC using these hydrated PSII films. The FTIR spectra (1800-1200 cm(-1)) of the PSII films hydrated using 20% and 40% glycerol/water showed basically the same features as those of the core sample in solution [Noguchi, T., and Sugiura, A (2001) Biochemistry 40, 1497-1502], and the prominent peaks exhibited clear period four oscillation patterns. These observations indicate that the S-state cycle properly functions in these hydrated samples. In the PSII films less hydrated, however, the efficiencies of S-state transitions decreased as the extent of hydration was lowered. This tendency was more significant in the S-2 --&gt; S-3 and S-3 --&gt; S-0 transitions than in the S-1 --&gt; S-2 and S-0 --&gt; S-1 transitions, indicating that the reactions or movements of water molecules are more strongly coupled with the former two transitions than the latter two. The implication of this observation was discussed in light of the water oxidizing mechanism especially in respect to the steps of substrate incorporation and proton release. Furthermore, in the OH stretching region (3800-3000 cm(-1)) of the first-flash spectrum, a differential signal was observed at 3618/3585 cm(-1), which was previously found in the S-2/S-1 spectrum of a frozen sample at 250 K and assigned to the water vibrations [Noguchi, T., and Sugiura, M. (2000) Biochemistry 39, 10943-10949]. The fact that the signal appeared even in rather dehydrated PSII films at a physiological temperature (10 degreesC) supported the idea that this water is located in the close vicinity of the Mn cluster and directly involved in the water oxidizing reaction. The results also showed that moderate hydration of the PSII sample made the whole OH region measurable, escaping from absorption saturation by bulk water, and thus will be a useful technique to monitor the water reactions during the S-state cycle using FTIR spectroscopy.

    DOI: 10.1021/bi011954k

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  • Rapid formation of the stable tyrosyl radical in photosystem II 査読

    P Faller, RJ Debus, K Brettel, M Sugiura, AW Rutherford, A Boussac

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA   98 ( 25 )   14368 - 14373   2001年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:NATL ACAD SCIENCES  

    Two symmetrically positioned redox active tyrosine residues are present in the photosystem II (PSII) reaction center. One of them, TyrZ, is oxidized in the ns-mus time scale by P680(+) and reduced rapidly (As to ms) by electrons from the Mn complex. The other one, TyrD, is stable in its oxidized form and seems to play no direct role in enzyme function. Here, we have studied electron donation from these tyrosines to the chlorophyll cation (P680+) in Mn-depleted PSII from plants and cyanobacteria. In particular, a mutant lacking TyrZ was used to investigate electron donation from TyrD. By using EPR and time-resolved absorption spectroscopy, we show that reduced TyrD is capable of donating an electron to P680+ with t1/2 approximate to 190 ns at pH 8.5 in approximately half of the centers. This rate is approximate to 10(5) times faster than was previously thought and similar to the TyrZ donation rate in Mn-depleted wild-type PSII (pH 8.5). Some earlier arguments put forward to rationalize the supposedly slow electron donation from TyrD (compared with that from TyrZ) can be reassessed. At pH 6.5, TyrZ (t(1/2) = 2-10 mus) donates much faster to P680(+) than does TyrD (t(1/2) &gt; 150 mus). These different rates may reflect the different fates of the proton released from the respective tyrosines upon oxidation. The rapid rate of electron donation from TyrD requires at least partial localization of P680+ on the chlorophyll (P-D2) that is located on the D2 side of the reaction center.

    DOI: 10.1073/pnas.251382598

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  • Flash-induced fourier transform infrared detection of the structural changes during the S-state cycle of the oxygen-evolving complex in photosystem II 査読

    T. Noguchi, M. Sugiura

    Biochemistry   40 ( 6 )   1497 - 1502   2001年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Fourier transform infrared (FTIR) difference spectra of all flash-induced S-state transitions of the oxygen-evolving complex were measured using photosystem II (PSII) core complexes of Synechococcus elongatus. The PSII core sample was given eight successive flashes with 1 s intervals at 10 °C, and FTIR difference spectra upon individual flashes were measured. The obtained difference spectra upon the first to fourth flashes showed considerably different spectral features from each other, whereas the fifth, sixth, seventh, and eighth flash spectra were similar to the first, second, third, and fourth flash spectra, respectively. The intensities at the wave numbers of prominent peaks of the first and second flash spectra showed clear period four oscillation patterns. These oscillation patterns were well fitted with the Kok model with 13% misses. These results indicate that the first, second, third, and fourth flash spectra represent the difference spectra upon the S1 → S2, S2 → S3, S3 → S0, and S0 → S1 transitions, respectively. In these spectra, prominent bands were observed in the symmetric (1300-1450 cm-1) and asymmetric (1500-1600 cm-1) stretching regions of carboxylate groups and in the amide I region (1600-1700 cm-1). Comparison of the band features suggests that the drastic coordination changes of carboxylate groups and the protein conformational changes in the S1 → S2 and S2 → S3 transitions are reversed in the S3 → S0 and S0 → S1 transitions. The flash-induced FTIR measurements during the S-state cycle will be a promising method to investigate the detailed molecular mechanism of photosynthetic oxygen evolution.

    DOI: 10.1021/bi0023807

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  • 1P157赤外分光法による光合成酸素発生系におけるS状態反応サイクルの解析

    野口 巧, 杉浦 美羽

    生物物理   41   S72   2001年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.41.S72_1

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  • EPR study of the oxygen evolving complex in His-tagged photosystem II from the cyanobacterium Synechococcus elongatus 査読

    A Boussac, M Sugiura, Y Inoue, AW Rutherford

    BIOCHEMISTRY   39 ( 45 )   13788 - 13799   2000年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    The Mn-4-cluster and the cytochrome c(550) in histidine-tagged photosystem II (PSII) from Synechococcus elongatus were studied using electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy. The EPR signals associated with the S-0-state (spin 1/2) and the S-2-state (spin 1/2 and IR-induced spin 5/2 state) were essentially identical to those detected in the non-His-tagged strain. The EPR signals from the S-3-state, not previously reported in cyanobacteria, were detectable both using perpendicular (at g = 10) and parallel (at g = 14) polarization EPR, and these signals are similar to those found in plant PSII. In the Ss-state, near-infrared illumination at 50 K induced a 176-G-wide split signal at a = 2 and signals at g = 5.20 and g = 1.51. These signals differ slightly from those reported in plant PSII [Ioannidis, N,, and Petrouleas, V. (2000) Biochemistry 39, 5246-5254]. In accordance with the cited work, the split signal presumably reflects a radical interacting with the Mn-4-cluster in a fraction of centers, while the g = 5.20 and g 1.51 signals are tentatively attributed to a high-spin state of the Mn-4-cluster with zero field splitting parameters different from those in plant PSII, reflecting minor changes in the environment of the Mn-4-cluster. Biochemical modifications (Sr2+/Ca2+ substitution, acetate and NH3 treatments) were also investigated. In Sr2+-reconstituted PSII, in addition to the expected modified S-2 multiline signal, a signal at g = 5.2 was present instead of the g approximate to 4 signal seen in plant PSII, In NH3-treated samples, in addition to the expected modified S-2-multiline signal, a g approximate to 4 signal was detected in a small proportion of the reaction centers. This is of note since g approximate to 4 spectra arising from the Mn-4-cluster in the S-2 state have not yet been published in cyanobacterial PSII, The detection of modified S-3-signals in both perpendicular (at g = 7.5) and parallel (at g = 12) polarization EPR from NH3-treated PSII indicate that NH3 is still bound in the S-3-state. The acetate-treated PSII behaves essentially as in plant PSII, A study using oriented samples indicated that the heme plane of the oxidized low spin Cytc(550) was perpendicular to the plane of the membrane.

    DOI: 10.1021/bi001159r

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  • Structure of an active water molecule in the water-oxidizing complex of photosystem II as studied by FTIR spectroscopy 査読

    T. Noguchi, M. Sugiura

    Biochemistry   39 ( 36 )   10943 - 10949   2000年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The vibrations of a water molecule in the water-oxidizing complex (WOC) of photosystem II were detected for the first time using Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. In a flash-induced FTIR difference spectrum upon the S1-to-S2 transition, a pair of positive and negative bands was observed at 3618 and 3585 cm-1, respectively, and both bands exhibited downshifts by 12 cm-1 upon replacement of H216O by H218O. Upon D2O substitution, the bands largely shifted down to 2681 and 2652 cm-1. These observations indicate that the bands at 3618 and 3585 cm-1&gt
    arise from the O-H stretching vibrations of a water molecule, probably substrate water, coupled to the Mn cluster in the S2 and S1 states, respectively. The band frequencies indicate that the O-H group forms a weak H-bond and this H-bonding becomes weaker upon S2 formation. Intramolecular coupling with the other O-H vibration of this water molecule was studied by a decoupling experiment using a H2O/D2O (1:1) mixture. The downshifts by decoupling were estimated to be 4 and 12 cm-1 for the 3618 (S2) and 3585 cm-1 (S1) bands, both of which were much smaller than 52 cm-1 of water in vapor, indicating that the observed water has a considerably asymmetric structure
    i.e., one of the O-H groups is weakly and the other is strongly H-bonded. The smaller coupling in the S2 than the S1 state means that this H-bonding asymmetry becomes more prominent upon S2 formation. Such a structural change may facilitate the proton release reaction that takes place in the later step by lowering the potential barrier. The present study showed that FTIR detection of the O-H vibrations is a useful and promising method to directly monitor the chemical reactions of substrate water and clarify the molecular mechanism of photosynthetic water oxidation.

    DOI: 10.1021/bi001040i

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  • Highly purified thermo-stable oxygen-evolving photosystem II core complex from the thermophilic cyanobacterium Synechococcus elongatus having his-tagged CP43 査読

    M Sugiura, Y Inoue

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   40 ( 12 )   1219 - 1231   1999年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:JAPANESE SOC PLANT PHYSIOLOGISTS  

    The carboxyl terminus of the CP43 subunit of photosystem II (PSII) in the thermophilic cyanobacterium, Synechococcus elongatus, was genetically tagged with six consecutive histidine residues to create a metal binding site on the PSII supramolecular complex. The histidine-tagging enabled rapid isolation of an intact cyanobacterial PSII core complex from dodecyl maltoside-solubilized thylakoids by a simple one-step Ni2+-affinity column chromatography. The isolated core complex was in a dimeric form with a molecular mass of about 580 kDa, consisting of five major intrinsic membrane proteins (CP47, CP43, D1, D2 and cytochrome b-559), three extrinsic proteins (33 kDa, 12 kDa, and cytochrome c-550), and a few low molecular mass membrane proteins, and evolved oxygen at a rate as high as 3,400 mu mol (mg Chl)(-1) h(-1) at 45 degrees C with ferricyanide as an electron acceptor. The core complex emitted thermoluminescence B-2-, B-1- and Q-bands arising from S(2)Q(B)(-), S(3)Q(B)(-) and S(2)Q(A)(-) charge recombinations at respective emission temperatures of 45, 38 and 20 degrees C, all of which were higher by about 15 degrees C as compared with those in mesophilic spinach BBY membranes. These results indicated that the isolated core complex well retained the intact properties of thermoluminescence of thermophilic cyanobacterial cells, the deeper stabilization of PSII charge pairs. The isolated complex was extremely stable in terms of both protein composition and function, exhibiting no release of extrinsic proteins, no proteolytic degradation in any of its subunits, accompanied by only a slight (less than 10%) loss in oxygen evolution, after dark-incubation at 20 degrees C for 8 d. These properties of the thermophilic PSII core complex are highly useful for various types of studies on PSII.

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  • Properties of Chlamydomonas photosystem II core complex with a His-tag at the C-terminus of the D2 protein 査読

    M Sugiura, J Minagawa, Y Inoue

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   40 ( 3 )   311 - 318   1999年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:JAPANESE SOC PLANT PHYSIOLOGISTS  

    A His-tagged PSII core complex was purified from recombinant Chlamydomonas reinhardtii D2-H thylakoids by single-step Ni2+-affinity column chromatography and its properties were partially characterized in terms of their PSII functions and chemical compositions. The PSII core complex that has a His-tag extension at the C-terminus of the D2 protein evolved oxygen at a high rate of 2,400 mu mol (mg Chl)(-1) h(-1) at the optimum pH of 6.5 with ferricyanide and 2,6-dichlorobenzoquinone as electron accepters in the presence of Ca2+ as an essential cofactor, and approximately 90% of the activity was blocked by 10 mu M DCMU. The core complex exhibited the thermoluminescence Q-band but not the B-band regardless of the presence or absence of DCMU, although both bands were observed in the His-tagged thylakoids. The core complex was free from PSI and contained one Y-D, Tyr 160 of the D2 protein, four Mn atoms, two cytochrome b-559, about 46 Chl a molecules, and probably one QA, the primary acceptor quinone of PSII. It was inferred from these results that His-tagging at the C-terminus of the D2 protein does not affect the functional and structural integrity of the PSII core complex, and that the 'His-tag strategy' is highly useful for biochemical, physicochemical, and structural studies of Chlamydomonas PSII.

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  • Rapid and discrete isolation of oxygen-evolving His-tagged photosystem II core complex from Chlamydomonas reinhardtii by Ni2+ affinity column chromatography 査読

    M Sugiura, Y Inoue, J Minagawa

    FEBS LETTERS   426 ( 1 )   140 - 144   1998年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    We have developed a simple and rapid procedure to isolate an oxygen-evolving photosystem II (PS II) core complex from Chlamydomonas reinhardtii. A His-tag made of sis consecutive histidine residues was genetically attached at the carboxy terminus of D2 protein to create a metal binding site on the PS Il supramolecular complex, The recombinant cells producing the His-tagged variant of D2 protein grew photo-autotrophically as well as the wild-type cells. Characterization of the oxygen evolution and the thermoluminescence properties revealed that the His-tagging did not affect the functional integrity of the PS II reaction center. A PS Il core complex was isolated from the detergent-solubilized thylakoids of the recombinant cells in 4 h by a single one-step Ni2+ affinity column chromatography. This preparation consists of D1, D2, CP43, CP47, 33 kDa, and a few low molecular weight proteins, and retains a high rate of oxygen-evolving activity (=1000 mu mol/mg Chl/h), (C) 1998 Federation of European Biochemical Societies.

    DOI: 10.1016/S0014-5793(98)00328-7

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  • Rapid isolation and characterization of His-tagged PSII core complex from Chlamydomonas reinhardtii 査読

    M Sugiura, J Minagawa, Y Inoue

    PHOTOSYNTHESIS: MECHANISMS AND EFFECTS, VOLS I-V   933 - 936   1998年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:SPRINGER  

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  • Cloning and expression in Escherichia coli and Saccharomyces cerevisiae of a novel tobacco cytochrome P-450-like cDNA 査読

    Miwa Sugiura, Toshiyuki Sakaki, Yoshiyasu Yabusaki, Hideo Ohkawa

    Biochimica et Biophysica Acta - Gene Structure and Expression   1308 ( 3 )   231 - 240   1996年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier B.V.  

    A cDNA library constructed from poly(A)+ RNA of tobacco BY2 cells treated with 2,4-dichlorophenoxyacetic acid was screened by using a synthetic oligonucleotide corresponding to the heme binding region of avocado CYP71A1. A cloned 2-kb cDNA designated as cTBP contained an open reading frame of 1593 bp encoding a protein of molecular size of 58916. The deduced amino acid sequence included a cysteine residue corresponding to fifth ligand of heme-Fe at 497th. The coding sequence was expressed under the control of tac promoter and rrnB terminator in Escherichia coli to yield 7 to 10 nmol P450 equivalent per litre of the culture in the presence of 6-aminolevulinic acid. The modified coding sequences in which NH2-terminal residues 2-25 were replaced by the NH2-terminal 18 amino acid residues of microsomal bovine CYP17 were also expressed under the control of ADH promoter and terminator in Saccharomyses cerevisiae to yield 29 and 30 pmol of P450 equivalent/mg protein in the microsomal fraction, respectively. On co-expression of each of the modified coding sequences and yeast NADPH-cytochrome P-450 oxidoreductase gene, the yeast microsomes exhibited 7-ethoxycoumarin O-deethylase activity. Based on these results, tobacco cTBP was found to encode a novel P450-1ike species with a monooxygenese activity related to xenobiotic metabolism.

    DOI: 10.1016/0167-4781(96)00107-8

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  • Gene engineering for herbicide-resistant tobacco plants expressing mammalian p450 mono oxygenases 査読

    H Ohkawa, N Shiota, H Inui, M Sugiura

    BIOTECHNOLOGY & BIOTECHNOLOGICAL EQUIPMENT   10 ( 4 )   120 - 122   1996年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:DIAGNOSIS PRESS LTD  

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書籍等出版物

  • 光合成のエネルギー変換と物質変換 〜人工光合成をめざして 光合成研究を支える研究手法「部位特異的変異導入による光化学系の分子構造と機能の解析」

    杉浦 美羽( 担当: 単著)

    化学同人  2015年4月 

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  • 光合成研究と産業応用最前線

    杉浦 美羽( 担当: 単著 範囲: 第5章 酸化還元反応 第2節 光合成による高効率エネルギー変換と水の酸化メカニズム)

    エヌティーエス  2014年4月 

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  • 光合成のエネルギー利用と環境応用

    杉浦 美羽( 担当: 単著 範囲: 第5章 酸素発生型光合成タンパク質の構造と機能)

    シーエムシー出版  2014年4月 

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  • Photosynthesis and Post-genomic ERA: “From Biophysics to Molecular Biology, a Path in the Research of Photosystem II”参加報告書

    日本光合成研究会  2004年 

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  • FTIR studies on the amino-acid ligands of the photosynthetic oxygen-evolving Mn-cluster

    Waseda University Press  1999年 

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  • FTIR studies on the amino-acid ligands of the photosynthetic oxygen-evolving Mn-cluster

    Waseda University Press  1999年 

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  • Herbicide-resistant tobacco and potate expressing mammalian P450 monooxygenases

    Kluwer Academic Publishers  1997年 

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  • Herbicide-resistant tobacco and potate expressing mammalian P450 monooxygenases

    Kluwer Academic Publishers  1997年 

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MISC

  • 光化学系II複合体で表面修飾された層状複水酸化物電極による水の光酸化

    加藤優, 佐藤久子, 杉浦美羽, 八木一三

    電気化学会大会講演要旨集(CD-ROM)   83rd   ROMBUNNO.3J23   2016年3月

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    記述言語:日本語  

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  • 層状複水酸化物修飾電極を用いた光化学系IIの光電気化学

    加藤優, 佐藤久子, 杉浦美羽

    電気化学秋季大会講演要旨集   2014   200   2014年9月

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    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

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  • Some Photosystem II properties depending on the D1 protein variants in Thermosynechococcus elongatus

    Miwa Sugiura, Alain Boussac

    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOENERGETICS   1837 ( 9 )   1427 - 1434   2014年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:書評論文,書評,文献紹介等   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    Cyanobacteria have multiple psbA genes encoding PsbA, the D1 reaction center protein of the Photosystem II complex which bears together with PsbD, the D2 protein, most of the cofactors involved in electron transfer reactions. The thermophilic cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus has three psbA genes differently expressed depending on the environmental conditions. Among the 344 residues constituting each of the 3 possible PsbA variants there are 21 substitutions between PsbA1 and PsbA3, 31 between PsbA1 and PsbA2 and 27 between PsbA2 and PsbA3. In this review, we summarize the changes already identified in the properties of the redox cofactors depending on the D1 variant constituting Photosystem II in T. elongatus. This article is part of a Special Issue entitled: Photosynthesis Research for Sustainability: Keys to Produce Clean Energy. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.bbabio.2013.12.011

    Web of Science

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  • Bio-inorganic hybrid water oxidation electrodes of Photosystem II and layered double hydroxide

    KATO Masaru, SATO Hisako, SUGIURA Miwa, SUGIURA Miwa

    生物物理   54 ( Supplement 1-2 (Web) )   2P251 (WEB ONLY)   2014年8月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人 日本生物物理学会  

    DOI: 10.2142/biophys.54.S236_5

    J-GLOBAL

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  • Two new C-type cytochromes found in cyanobacteria: Tll0287 and PsbV2

    Thanh-Lan Lai, Miwa Sugiura, Michihiro Suga, Jian-Ren Shen, Alain Boussac

    JOURNAL OF BIOLOGICAL INORGANIC CHEMISTRY   19   S838 - S838   2014年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:SPRINGER  

    Web of Science

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  • タンパク質を発現する光化学系II複合体の精製・結晶化

    鵜飼奈津美, 杉浦美羽, 岩井雅子, 池内昌彦, 沈建仁

    日本植物生理学会年会要旨集   55th   328   2014年3月

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    記述言語:日本語  

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  • Influence of the PsbA1/PsbA2/PsbA3, Ca2+/Sr2+ and CI-/Br-/I- exchanges on the Photosystem II function in Thermosynechococcus elongatus

    A. Boussac, F. Rappaport, M. Sugiura

    JOURNAL OF BIOLOGICAL INORGANIC CHEMISTRY   19   S55 - S55   2014年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:SPRINGER  

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  • 自然界唯一の水の酸化触媒である光化学系IIの酵素電気光化学

    加藤優, 佐藤久子, 杉浦美羽

    光化学討論会要旨集(CD-ROM)   2014   ROMBUNNO.1B20   2014年

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    記述言語:日本語  

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  • 光合成―エネルギー生産に向けた基礎研究―酸素発生型光合成タンパク質の構造と機能

    杉浦美羽

    Bio Ind   30 ( 12 )   31 - 39   2013年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:シーエムシー出版  

    CiNii Books

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  • 光合成光化学系II酸素発生複合体における構成イオン置換がエナジェティクスに及ぼす影響

    加藤祐樹, 山本昌一, 芝本匡雄, 渡辺正, 杉浦美羽, BOUSSAC Alain

    電気化学秋季大会講演要旨集   2013   26   2013年9月

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    記述言語:日本語  

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  • 光化学系IIの電子伝達制御機構

    杉浦美羽

    日本植物生理学会年会要旨集   54th   95   2013年3月

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    記述言語:日本語  

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  • 水の酸化を伴う光合成によるエネルギー変換機構

    杉浦美羽

    日本女性科学者の会学術誌   12 ( 1 )   1 - 10   2012年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本女性科学者の会  

    植物やラン藻の光合成電子伝達系による太陽光エネルギーの化学エネルギーへの変換、および、それに伴う水の酸化は非常に効率的であり、これらの機構を分子レベルで理解することは、昨今、深刻な問題となっている環境とエネルギー問題の解決を考える上で非常に重要である。しかし、分子レベルでの光合成機構に関しては、未だ不明な点が多く、特に、電子伝達系の電子を取り出すための水の酸化反応、および、電子伝達に関わるコファクターの酸化還元電位と周辺の分子構造との関係については未だ不明な点が多い。本総説では、特に、光合成によるエネルギー変換の初発反応を担う光化学系IIに焦点をあて、現在までに明らかにされてきた水の酸化機構および光合成電子伝達について解説し、更に、光化学系IIを利用したエネルギー創製へ向けた応用研究について紹介する。

    DOI: 10.5939/sjws.12002

    CiNii Books

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  • 酸素発生複合体におけるCa<sup>2+</sup>/Sr<sup>2+</sup>およびCl<sup>-</sup>/Br<sup>-</sup>置換が光化学系IIのエナジェティックスに及ぼす影響

    山本昌一, 芝本匡雄, 加藤祐樹, 杉浦美羽, BOUSSAC Alain, 渡辺正

    日本植物生理学会年会要旨集   53rd   253   2012年3月

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    記述言語:日本語  

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  • Effect of Ca2+/Sr2+ Substitution on the Electronic Structure of the Oxygen-Evolving Complex of Photosystem II: A Combined Multifrequency EPR, Mn-55-ENDOR, and DFT Study of the S-2 State (vol 133, pg 3635, 2011)

    Nicholas Cox, Leonid Rapatskiy, Ji-Hu Su, Dimitrios A. Pantazis, Miwa Sugiura, Leonid Kulik, Pierre Dorlet, A. William Rutherford, Frank Neese, Alain Boussac, Wolfgang Lubitz, Johannes Messinger

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   133 ( 35 )   14149 - 14149   2011年9月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:AMER CHEMICAL SOC  

    DOI: 10.1021/ja202794m

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  • 酸素発生型光合成微生物による光―水素生成

    関西電子工業振興センターKEC情報~新エネルギーの開発の現状と将来特集~   208   28 - 31   2009年

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  • FTIR study on the proton release pattern during water oxidation in Photosystem II core complexes from Thermosynechococcus elongatus

    H. Suzuki, M. Sugiura, T. Noguchi

    PHOTOSYNTHESIS RESEARCH   91 ( 2-3 )   182 - 182   2007年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:SPRINGER  

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  • Structural coupling of water molecules with Y-D in photosystem II as revealed by FTIR spectroscopy

    R. Takahashi, M. Sugiura, T. Noguchi

    PHOTOSYNTHESIS RESEARCH   91 ( 2-3 )   184 - 184   2007年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:SPRINGER  

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  • Effects of P-680 ligand substitution in the oxygen-evolving Photosystem II of Thermosynechococcus elongatus

    M. Sugiura

    PHOTOSYNTHESIS RESEARCH   91 ( 2-3 )   181 - 182   2007年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:SPRINGER  

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  • Hydrogen-bonded structure of tyrosine Y-D in photosystem II

    Ryouta Takahashi, Suzuki Hiroyuki, Miwa Sugiura, Alain Boussac, Takumi Noguchi

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   48   S75 - S75   2007年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

    Web of Science

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  • Effects of P-680 ligand substitution in the oxygen-evolving Photosystem II of Thermosynechococcus elongatus

    Miwa Sugiura, Alain Boussac, Takumi Noguchi, Fabrice Rappaport

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   48   S75 - S75   2007年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

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  • Is bicarbonate a ligand to the oxygen evolving Mn cluster?: Analyses by FTIR spectroscopy

    Chika Aoyama, Hiroyuki Suzuki, Miwa Sugiura, Takumi Noguchi

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   48   S75 - S75   2007年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

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  • A low-affinity nitrite transport of chloroplasts induced by nitrite accumulation in high-affinity nitrite transporter-knockout Arabidopsis mutants

    Masaaki Takahashi, Grant Griffith, Miwa Sugiura

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   48   S38 - S38   2007年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

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  • Functional analysis of a Ycf protein.

    Akiko Ban, Natsuko Inoue-Kashino, Yohei Ikeda, Kazuhiko Satoh, Miwa Sugiura, Yasuhiro Kashino

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   48   S172 - S172   2007年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

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  • The function of the plasma-membrane type nitrite transporter (CsNitrl-S) in germinating seeds

    Grant Griffith, Miwa Sugiura, Masaaki Takahashi

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   48   S38 - S38   2007年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

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  • The hydrogen-bond network around tyrosine D in photosystem II from Thermosynechococcus elongatus

    M Sugiura, A Boussac, S Un

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   47   S27 - S27   2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

    Web of Science

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  • Structural relevance of Ca2+ to the oxygen-evolving mn cluster: Effects or Sr2+ substitution on the S-state cycle in spinach and cyanobacteria

    H Suzuki, Y Taguchi, M Sugiura, A Boussac, T Noguchi

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   47   S27 - S27   2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

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  • Site-directed mutagenesis of Thermosynechococcus elongatus photosystem II: the O-2 evolving enzyme lacking the redox active tyrosine D

    M Sugiura, F Rappaport, K Brettel, T Noguchi, AW Rutherford, A Boussac

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   46   S26 - S26   2005年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

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  • Reactions of the secondary quinone electron acceptor Q(B) in photosystem II: Analyses by FTIR spectroscopy and deuterium substitution

    H Suzuki, M Nagasaka, M Sugiura, T Noguchi

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   46   S26 - S26   2005年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

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  • 硝酸同化効率向上による植物の代謝機能の増進 ~亜硝酸トランスポーター(CsNitr1)の発見とCsNitr1形質転換植物による大気中NO2の吸収~

    ブレインテクノニュース   106   1 - 4   2004年

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  • pH dependence of the S-state transitions in the photosynthetic oxygen evolution

    H Suzuki, M Sugiura, T Noguchi

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   45   S82 - S82   2004年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

    Web of Science

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  • Structure and reaction of the secondary quinone electron acceptor Q(B) in photosystem II as studied by Fourier Transform Infrared Spectroscopy

    M Nagasaka, M Sugiura, T Noguchi

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   45   S82 - S82   2004年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

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  • Reactions of water in the photosynthetic water oxidizing complex as revealed by infrared spectroscopy

    T Noguchi, M Sugiura

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY   44   S189 - S189   2003年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

    Web of Science

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  • EPR study of the Mn-4 cluster in photosystem II from Synechococcus elongatus

    A Boussac, D Kirilovsky, H Bottin, M Sugiura, AW Rutherford

    JOURNAL OF INORGANIC BIOCHEMISTRY   86 ( 1 )   155 - 155   2001年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE INC  

    Web of Science

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  • DETECTION OF A WATER MOLECULE IN THE PHOTOSYNTHETIC WATER OXIDIZING COMPLEX BY MEANS OF FTIR SPECTROSCOPY :

    NOGUCHI Takumi, SUGIURA Miwa

    Plant and cell physiology   42   s153   2001年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Japanese Society of Plant Physiologists  

    CiNii Books

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    その他リンク: https://projects.repo.nii.ac.jp/?action=repository_uri&item_id=185062

  • UTILIZATION OF N-FERTILIZERS BY TRANSGENIC JAPONICA RICE EXPRESSING CUCUMBER NITRITE TRANSPORTER (CsNitr1) :

    Sustiprijatno, Sugiura Miwa, Takahashi Masaaki

    Plant and cell physiology   42   s118   2001年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Japanese Society of Plant Physiologists  

    CiNii Books

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    その他リンク: https://projects.repo.nii.ac.jp/?action=repository_uri&item_id=184925

  • PROPERTIES OF HIGHLY-PURIFIED OXYGEN-EVOLVING PS II CORE COMPLEX FROM A THERMOPHILIC CYANOBACTERIA S. ELONGATUS HAVING HIS-TAGGED CP43

    SUGIURA Miwa, INOUE Yorinao

    Plant and cell physiology   40   s31 - s31   1999年3月

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    記述言語:英語  

    CiNii Books

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  • RAPID ISOLATION OF OXYGEN-EVOLVING HIS-TAGGED PHOTOSYSTEM II CORE COMPLEX FROM Chlamydomonas reinhardtii

    SUGIURA Miwa, INOUE Yorinao, MINAGAWA Jun

    Plant and cell physiology   39   S15 - S15   1998年5月

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    記述言語:英語  

    CiNii Books

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  • ELECTRON INTERACTION BETWEEN MICROSOMAL CYTOCHROME P450 MONOOXYGENASE AND PHOTOSYNTHETIC ELECTRON TRANSFER SYSTEM IN TOBACCO CHLOROPLASTS

    SUGIURA Miwa, ARIMA Daisuke, YABUSAKI Yoshiyasu, OHKAWA Hideo

    Plant and cell physiology   38   s28   1997年3月

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    記述言語:英語  

    CiNii Books

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  • TRANSPORT OF RAT CYP1A1 AND RAT CYP1A1/YEAST NADPH-P450 OXIDOREDUCTASE FUSED ENZYME INTO TOBACCO CHLOROPLASTS AND THEIR INTERACTION WITH PHOTOSYSTEM I

    SUGIURA Miwa, MURANAKA Toshiya, YABUSAKI Yoshiyasu, OHKAWA Hideo

    Plant and cell physiology   37   33 - 33   1996年3月

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    記述言語:英語  

    CiNii Books

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講演・口頭発表等

  • 葉緑体の亜硝酸取り込みに関与するトランスポータの性質とcDNAの単離

    杉浦美羽, 橘高隆一, 畑山裕亮, 高橋正昭

    日本植物生理学会2000年度年会  2000年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:椙山女学園大学  

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  • 光合成光化学系IIの水の酸化速度を制御するPCET

    杉浦美羽, Fabrice Rappaport, Alain Boussac

    JSTさきがけ「光エネルギーと物質変換」研究領域第1期採択研究者研究成果報告会・研究成果発表会「人工光合成研究の最前線:挑戦する若手研究者」  2013年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:立命館大学びわこ・くさつキャンパス  

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  • CP43 にヒスチジンタグを連結した好熱性ラン藻S. elongatus 光化学系 II コア複合体の性質

    杉浦美羽, 井上頼直

    日本植物生理学会1999年度年会  1999年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:東北大学  

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  • エネルギー問題って? 新エネルギー技術を紹介、解説します。 招待

    杉浦 美羽

    サイエンスカフェ@愛大 〜環境・エネルギー問題に挑む新テクノロジー〜  2013年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

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  • Rapid isolation and characterization of His-tagged PS II core complex from Chlamydomonas

    Miwa Sugiura, Yorinao Inoue, Jun Minagawa

    The 11th International Congress on Photosynthesis  1998年8月 

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    会議種別:ポスター発表  

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  • Regulation of electron transfer in Photosystem II 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    2012 OCARINA Annual International Meeting -Launch of the Artificial Photosynthesis Research Center-  2013年3月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • タバコ葉緑体におけるシトクロム P450 モノオキシゲナーゼと

    杉浦美羽, 有馬大輔, 薮崎義康, 大川秀郎

    日本植物生理学会1997年度年会  1997年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:京都大学  

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  • 光化学系IIの電子伝達制御機構 招待

    杉浦 美羽

    第54回日本植物生理学会年会 シンポジウム「光化学系Ⅱによる水分解・酸素発生反応の分子機作」  2013年3月 

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  • ラット CYP1A1 およびその酵母 NADPH-P450 還元酵素との融合酵素のタバコ葉緑体への輸送と光合成電子伝達系との相互作用

    杉浦美羽, 村中俊哉, 薮崎義康, 大川秀郎

    第68回 日本生化学会大会  1996年8月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:北海道  

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  • 社会ニーズにおける光合成研究 招待

    杉浦 美羽

    日本女性科学者の会 新春懇談会  2013年1月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 振動分光法によるチロシン側鎖の水素結合構造の解析

    高橋亮太, 鈴木博行, 杉浦美羽, 野口巧

    生体分子科学討論会  2005年6月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:神戸  

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  • 光化学系II複合体と層状複水酸化物からなるバイオー無機ハイブリッド電極

    加藤優, 佐藤久子, 杉浦美羽

    第52回 日本生物物理学会年会  2014年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:札幌コンベンションセンター  

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  • FTIRによる光合成水分解反応におけるプロトン放出過程の解析

    鈴木博行, 杉浦美羽, 野口巧

    生体分子科学討論会  2005年6月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:神戸  

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  • D2タンパク質に部位特異的変異を導入した好熱性ラン藻の光化学系II : TyrDの役割

    杉浦美羽, Fabrice Rappaport, Klaus Brettel, 野口巧、A. William Rutherford, Alain Boussac

    第46回日本植物生理学会年会 (  2005年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:新潟  

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  • 光合成による高効率エネルギー変換機構と光合成太陽電池の開発 招待

    杉浦 美羽

    日本電熱学会 第26回中四国電熱セミナー  2014年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Site-directed mutagenesis on PSII in Thermosynechococcus elongatus 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    PHOTOSYNTHESIS and POST-GENOMIC ERA:"From Biophysics to Molecular Biology, a Path in the Research of Photosystem II" -Satelite meeting of in conjunction with the XIIIth International Congress on Photosynthesis  2004年8月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:Trois-Rivières, Québec, Canada  

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  • High Efficient Energy Conversion by Photosynthesis and its Application to Bio-photovoltaics. 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    The 12th Japan-America Frontiers of Engineering Symposium  2014年6月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Site-directed Mutagensis in Photosystem II of the Thermophilic Cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    Seminar in ENEA Centro Casaccia (Invited by Professor Roberto Pilloton)  2004年 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Hydrogen bonding structure of the redox-active tyrosine YD in photosystem II as studied by FTIR spectroscopy and DFT calculations 国際会議

    Ryouta Takahashi, Hiroyuki Suzuki, Miwa Sugiura, Alain Boussac, Takumi Noguchi, Miwa Sugiura, Alain Boussac, Takumi Noguchi, Fabrice Rappaport

    The 5th East Asian Biophysics Symposium  2006年11月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Effects of P680 ligand substitution in the oxygen-evolving Photosystem II of Thermosynechococcus elongatus 国際会議

    Miwa Sugiura, Alain Boussac, Takumi Noguchi, Fabrice Rappaport

    The 5th East Asian Biophysics Symposium  2006年11月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Thermosynechococcus elongatus由来の特徴のあるPsbA2-PSIIの分子構造解析の試み

    中川彰子, 菅倫寛, 鵜飼奈津美, 沈建仁, 杉浦美羽

    第6回日本光合成学会年会  2015年5月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:岡山国際交流センター  

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  • FTIR study on the carboxylate ligands relevant to the calcium ion in the manganese cluster, 国際会議

    Hiroyuki Suzuki, Yuta Taguchi, Miwa Sugiura, Alain Boussac, Takumi Noguchi

    International Conference “Photosynthesis in the Post Genomic Era: Structure and Function of Photosystems”  2006年8月 

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    記述言語:英語  

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  • Two new c-type cytochromes found in cyanobacteria: Tll0287 and PsbV2 国際会議

    Thanh-Lan Lai, Miwa Sugiura, Frauke Baymann, Wolfgang Nitschke, Fabrice Rappaport, Alain Desbois

    French Photosynthesis Society  2015年5月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 光合成水分解反応のS状態サイクルにおけるプロトン放出パターン:FTIR法による解

    鈴木博行, 杉浦美羽, 野口巧

    日本光合成研究会  2007年5月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:岡山大学  

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  • Role of D1-Pro173 of Photosystem II in Water Oxidation 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    7th International Conference Photosynthesis Research for Sustainability-2016  2016年6月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 光化学系II複合体で表面修飾された層状複水酸化物電極による水の光酸化

    加藤 優, 佐藤久子, 杉浦美羽, 八木一三

    2015年電気化学会第83回大会  2016年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:大阪大学  

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  • FTIR法による光合成水分解反応におけるプロトン放出パターンの検出

    鈴木博行, 杉浦美羽, 野口巧

    第49回日本植物生理学会年会  2008年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:札幌コンベンションセンター  

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  • 光化学系IIの一次電子供与体P680を構成するChlD1軸配位子と機能との関係

    竹川裕紀, Alain Boussac, 杉浦美羽

    第8回日本光合成学会年会  2017年5月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • 分子の視点から見る光合成 招待

    杉浦 美羽

    分子科学研究所セミナー  2008年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 光化学系IIにおけるCyb559ヘム周辺アミノ酸の部位特異的変異によるレドックス変化

    中村誠, Alain Boussac, 杉浦美羽

    第8回日本光合成学会年会  2017年5月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • Molecular Structure and Function of Photosytem II 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    International Seminar of “Photosynthesis” in Kwansei-gakuin University (invited by Professor Yasushi Koyama)  2007年12月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Influence of molecular structural modification of Cytb559 on Photosystem II function

    第58回日本植物生理学会年会  2017年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • Structural coupling of water molecules with YD in Photosystem II as revealed by FTIR spectroscopy 国際会議

    Ryota Takahashi, Miwa Sugiura, Takumi Noguchi

    The 14th International Congress on Photosynthesis  2007年7月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Molecular function and structure of Photosystem II in photosynthetic electron transfer 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    Solar Fuel Material –Maltiscale and Bioinspired Approach in Catalyst-  2017年2月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • FTIR study on the proton release pattern duing water oxidation in Photosystem II core complexes from Thermosynechococcus elongatus 国際会議

    Hiroyuki Suzuki, Miwa Sugiura, Takumi Noguchi

    The 14th International Congress on Photosynthesis  2007年7月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • 光合成による高効率エネルギー変換と水の酸化機構の解明 招待 国際会議

    杉浦 美羽

    第7回「フォーラム:人工光合成」  2017年1月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Spectroscopic studies of the Mn4Ca cluster in mutants and biosyntheticallt modified Photosystem II from Thermosynechococcus elongatus 国際会議

    Alain Boussac, Miwa Sugiura, Naoko Ishida, Sun Un, Fabrice Rappaport, A. William Rutherford

    The 14th International Congress on Photosynthesis  2007年7月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • 光化学系IIによる水の酸化と電子移動の分子機構 招待

    杉浦 美羽

    重点課題5 第3回公開シンポジウム  2016年12月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 光合成酸素発生マンガンクラスターにおけるCa2+イオン近傍の構造

    鈴木博行, 渋谷勇一, 田口雄太, 杉浦美羽, Alain Boussac, 野口巧

    第34回 生体分子討論会  2007年6月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:東北大学  

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  • Time-resolved infrared analysis of the S0-to-S1 transition of 国際会議

    Tatsuki Shimizu, Miwa Sugiura, Takumi Noguchi

    GER International Symposium on Science of Molecular Assembly and  2016年9月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 光化学系IIにおけるチロシンYDの水素結合構造と水分子との相互作用

    高橋亮太, 杉浦美羽, 野口巧

    日本光合成研究会  2007年5月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:岡山大学  

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  • Assembly of oxygen-evolving Photosystem II efficiently occurs with the apo-Cytb559 but the holo-Cytb559 accelerates the recovery of a functional enzyme upon photoinhibition 国際会議

    Miwa Sugiura, Makoto Nakamura, Alain Boussac

    The 17th International Congress on Photosysntheses Research  2016年8月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Spectroscopic studies of the Mn4Ca cluster in mutants and biosynthetically modified Photosystem II from Thermosynechococcus elongatus 招待 国際会議

    Alain Boussac, Miwa Sugiura

    Royal Society meeting: How Nature uses sunlight to split water  2007年4月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:London, England  

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  • 光化学系ⅡにおけるチロシンYDの水素結合構造

    高橋亮太, 鈴木博行, 杉浦美羽, Alain Boussac, 野口巧

    第48回日本植物生理学会年会  2007年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:愛媛大学  

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  • 光合成による高効率エネルギー変換と水の酸化機構の解明 招待

    杉浦 美羽

    JST第6回「フォーラム:人工光合成」〜人工光合成研究の課題と展望〜  2016年3月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 光合成水分解系における水分子の反応:D2O変角振動の赤外分光検出

    鈴木博行, 杉浦美羽, 野口巧

    日本光合成研究会  2008年5月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:名古屋大学  

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  • Binding Properties of Herbicides to Photosystem II complex of Thermosynechococcus elongatus 国際会議

    Protein Island Matsuyama International Symposium  2017年9月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • ゲノム情報のない生物における膜タンパク質の同定ーD1タンパク質を例として

    菓子野康浩, 井上名津子, 杉浦美羽, 佐藤和彦

    第49回日本植物生理学会年会  2008年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:札幌コンベンションセンター  

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  • Effects of Different Ligand of Accessory Chlorophyll, ChlD1, of the Primary Electron Donor P680 in Photosystem II on Energy Dynamics 国際会議

    Protein Island Matsuyama International Symposium  2017年9月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • 部分構造の異なるD1タンパク質で構成されたThermosynechococcus elongatus光化学系IIへの除草剤結合の比較

    高智五輝, 杉浦美羽

    第8回日本光合成学会年会  2017年5月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • Energy conversion efficiency by Photosystem II assembled with variant copies of subunit D1 in themophilic cyanobacterium Themosynechococcus elongatus 国際会議

    Miwa Sugiura, Fabrice Rappaport, Alain Boussac

    Woody Plants Biotechnology Symposium, Nissan Science Foundation  2009年2月 

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    記述言語:英語  

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  • 光化学系IIタンパク質複合体の分子構造の解析の現状 招待

    杉浦 美羽

    2008年度 愛媛地区分析化学講演会  2009年1月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 光化学系IIを構成するCyb559のヘム周辺構造の変化がアクセプター側へ及ぼす影響

    中村誠, Alain Boussac, 杉浦美羽

    第9回日本光合成学会年会  2018年5月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • 光化学系IIにおける水の分解メカニズム 招待

    杉浦 美羽

    2008年度 日本化学会 中国四国支部会  2008年12月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 光化学系IIにおけるP680アクセサリークロロフィル軸配位子の構造変化がもたらす機能への影響 招待

    杉浦 美羽

    第1回新学術領域「革新的光-物質変換」公開シンポジウム  2018年1月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • The water splitting enzyme: recent advances

    A Boussac, N Ishida, T-L lai, AW Rutherford, F Rappaport, Y Pushkar, M Sugiura

    第46回 日本生物物理学会 シンポジウム〜光合成の新たなる潮流〜  2008年12月 

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    開催地:福岡国際会議場  

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  • New insights in PSII functions from the study of donor side and acceptor side mutants. 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    France-Japan Joint Workshop on the Structure and Function of Photosystem II  2017年12月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 光化学系IIの構造と機能の解明から応用まで 招待

    杉浦 美羽

    第46回 日本生物物理学会年会 シンポジウム「光合成の新たなる潮流=光合成で新エネルギー創成を達成できるか=」  2008年12月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Effects of the ligand modification of the ChlD1 on the Photosystem II photochemistry 国際会議

    Yuki Takegawa, Alain Boussac, Miwa Sugiura

    Japan-France Joint Workshop on the Structure and Function of Photosystem II  2017年12月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Ycf12 (Psb30)はSynechocystis 6803光化学系IIの構成サブユニットである

    井上名津子, 高橋武志, 伴亜希子, 杉浦美羽, 高橋裕一郎, 菓子野康浩, 佐藤和彦

    第72回日本植物学会年会  2008年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:高知大学  

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  • The binding of herbicides to the different Photosystem II variants. 国際会議

    Itsuki Takachi, Miwa Sugiura

    Japan-France Joint Workshop on the Structure and Function of Photosystem II  2017年12月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Effects of P680 ligand substitution in the oxygen-evolving Photosystem II of Thermosynechococcus elongatus 国際会議

    Miwa Sugiura, Alain Boussac, Takumi Noguchi, Fabrice Rappaport

    Protein Island Matsuyama Inernational Symposium  2008年8月 

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    記述言語:英語  

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  • Structural modifications of Cytb559 and their effects on its redox properties 国際会議

    Makoto Nakamura, lain Boussac, Miwa Sugiura

    Japan-France Joint Workshop on the Structure and Function of Photosystem II  2017年12月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 酸素発生型光合成微生物による光ー水素生成 招待

    杉浦 美羽

    2008年度(社)関西電子工業振興センターセミナー:新エネルギー開発の現状と将来  2008年7月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Redox property changes of cytochrome b559 of site-directed mutants in Photosystem II complex 国際会議

    Makoto Nakamura, Alain Boussac, Miwa Sugiura

    Protein Island Matsuyama International Symposium  2017年10月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • 光化学系IIにおけるチロシンYDと水分子の相互作用

    高橋亮太, 杉浦美羽, 野口巧

    第49回日本植物生理学会年会  2008年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:札幌コンベンションセンター  

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  • Thermosynechococcus elongatusの部分構造の異なったD1タンパク質で構成される光化学系IIの機能と構造の比較 招待

    杉浦 美羽

    平成23年度 大阪市立大学複合体先端研究機構 年次総会  2012年3月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Energetic comparison of Thermosynechococcus elongatus Photosystem II composed of either PsbA1 or PsbA3

    Miwa Sugiura, Fabrice Rappaport, Yuki Kato, Takumi Noguchi, Alain Boussac

    第50回 日本生物物理学会年会  2011年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:兵庫県立大学  

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  • 光合成研究の最前線と課題 招待

    杉浦 美羽

    第50回 日本生物物理学会年会 シンポジウム「光合成研究で何が明らかにされ、これから何をできるか? 〜光合成研究の最先端とエネルギー創製研究の現状〜  2011年9月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:兵庫県立大学  

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  • 光合成によるエネルギー変換のしくみと新エネルギー創製への応用 招待

    杉浦 美羽

    第2回 愛媛大学学術フォーラム  2011年7月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:愛媛大学  

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  • 光合成の高効率エネルギー変換機構と新エネルギー創製への応用 招待

    杉浦 美羽

    日本学術振興会 産学協力研究委員会・分子系の複合電子機能第181委員会・第11回研究会「人工光合成ー分子・生体系」  2011年7月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:東京工業大学  

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  • Comparison of Thermosynechococcus elongatus PSII composed of different D1 招待 国際会議

    杉浦 美羽

    International Conference of "Photosynthesis Research for Sustainerbility", Baku, Azerbaijan  2011年7月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 光化学系II複合体の電子伝達と光の電気エネルギーへの変換

    杉浦 美羽, Michel Vittadello, Paul G. Falkovski

    ナノ学会 第9回大会  2011年6月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:北海道大学  

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  • Hydrogen bond network around the non-heme iron in Photosystem II 国際会議

    Ryouta Takahashi, Miwa Sugiura, Alain Boussac, Takumi Noguchi

    The 14th International Conference onBiological Inorganic Chemistry  2009年7月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Metallothioneins expressed in the lumen and stroma of thylakoids of a thermophilic cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus 国際会議

    Hiroshi Nakano, Takashi Manabe, Hidenori Hayashi, Miwa Sugiura

    The 14th International Conference onBiological Inorganic Chemistry  2009年7月 

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    記述言語:英語  

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  • Structural and mechanistic investigations in the Photosystem II oxygen evolving enzyme upon exchanges of Br- for Cl- and Sr2+ for Ca2+. 国際会議

    Alain Boussac, Naoko Ishida, Thanh-Lan Lai, A. William Rutherford, Pierre Dorlet, Katrin Beckman, Johannes Messinger, Yulia Pushkar, Junko Yano, Jan F. Kern, Vittal K. Yachandra, Fabrice Rappaport, Miwa Sugiura

    The 14th International Conference onBiological Inorganic Chemistry  2009年7月 

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    記述言語:英語  

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  • Influence of D1-H332, a ligand to the Mn4Ca-cluster, in the water oxidation mechanism of the oxygen-evolving Photosystem II enzyme 国際会議

    Miwa Sugiura, Yohei Ohno, Fabrice Rappaport, Hiroyuki Suzuki, Takumi Noguchi, Hidenori Hayashi, Alain Boussac

    The 14th International Conference on Biological Inorganic Chemistry  2009年7月 

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    記述言語:英語  

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  • Synechococcus sp. PCC 7002のZn2+ストレス応答における転写因子SmtBによる遺伝子発現調節

    相原加奈子, 杉浦美羽, 林秀則

    第50回 日本植物生理学会年会  2009年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:名古屋大学  

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  • 光化学系Ⅱコア蛋白質における第一キノン電子受容体QAの再構成

    梢雄多, 高野晃, 鈴木博行, 杉浦美羽, 野口巧

    第50回 日本植物生理学会年会  2009年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:名古屋大学  

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  • 分光電気化学的手法により計測した光化学系IIフェオフィチンaの酸化還元電位

    加藤祐樹, 杉浦美羽, 渡辺正

    第47回生物物理学会年会  2009年10月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:アスティ徳島  

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  • 好熱性ラン藻のD1:3は恒常的に発現しているD1:1よりも安定な光化学系II複合体を構成する

    杉浦美羽, 原田紗代, 岩井恵理, 真鍋敬, 林秀則, Alain Boussac

    第47回生物物理学会年会  2009年10月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:アスティ徳島  

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  • Recent Progress in the Photosytem II enzyme 招待 国際会議

    杉浦 美羽

    Seminar in CEA Saclay, Service de Bioénergétique, Biologie Structurale et Mécanismes(invited by Dr. Alain Boussac)  2009年9月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Affinity of structurally modified metalothionein to heavy metals 国際会議

    Shin-ichi Takeuchi, Miwa Sugiura, Hidenori Hayashi

    The 14th International Conference on Biological Inorganic Chemistry  2009年7月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 光化学系IIにおけるチロシンYZとD1-H190の相互作用

    高橋亮太, 杉浦美羽, Alain Boussac, 野口巧

    第51回 日本植物生理学会年会  2010年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:熊本大学  

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  • Psb30はPSII複合体において構造の安定保持を担う

    原田紗代, Alain Boussac, 林秀則, 杉浦美羽

    第51回 日本植物生理学会年会  2010年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:熊本大学  

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  • D1:1とD1:3で構成されるThermosynechococcus elongatusの光化学系II複合体の分子構造と機能の比較

    杉浦美羽, Fabrice Rappaport, 加藤祐樹, Alain Boussac

    第51回 日本植物生理学会年会  2010年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:熊本大学  

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  • 異なるアミノ酸を持つ反応中心タンパク質で構成される光化学系II複合体のエネルギー論的な比較

    杉浦美羽, Fabrice Rappaport, 加藤祐樹, Alain Boussac

    日本生体エネルギー研究会第35回討論会  2009年12月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:旭川医科大学  

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  • 異なる反応中心D1タンパク質で構成された光化学系II複合体タンパク質の分子構造と光合成機能 招待

    杉浦 美羽

    2009年 日本化学会西日本大会  2009年11月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • QA再構成とFTIR解析によるPSIIにおける第一電子受容体QAの分子間相互作用の解析

    梢雄多, 高野晃, 杉本育代, 鈴木博行, 杉浦美羽, 高橋裕一郎, 野口巧

    第47回生物物理学会年会  2009年10月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:アスティ徳島  

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  • Characterization of active Photosystem II mutants from Thermosynechococcus elongatus 招待

    Miwa Sugiura

    International Conference “Photosynthesis in the Post Genomic Era: Structure and Function of Photosystems”  2006年8月  Russia

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    開催地:Pushchino, Moscow Region,  

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  • 光合成による高効率エネルギー変換と水の酸化機構の解明

    杉浦美羽

    第3回 JSTさきがけ「光エネルギーと物質変換」研究成果報告会「人工光合成研究の最前線:挑戦する若手研究者」  2015年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:日本大学理工学部船橋キャンパス  

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  • 光合成水分解反応におけるプロトン放出のFTIRによる検出

    鈴木博行, 杉浦美羽, 野口巧

    光合成の色素系と反応中心に関するセミナー  2006年6月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:京都大学  

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  • 光合成の初発反応を担う光化学系IIの分子構造と機能 招待

    杉浦美羽

    第95回日本化学会春期年会  2015年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    特別企画「バイオ超分子が拓く驚異の物質科学」

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  • Phenotype difference of tobacco plants expressing varied amounts of the nitrite transporter (CsNitr1-S)

    Grant Griffith, Miwa Sugiura, Masaaki Takahashi

    第47回日本植物生理学会年会  2006年3月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:筑波大学  

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  • 光化学系IIの電子伝達とプロトン移動の制御に関わる構造環境 招待

    杉浦美羽

    日本生体エネルギー研究会 第40回討論会  2014年12月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    シンポジウム「バイオエナジェティクスと産業利用」

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  • キュウリ亜硝酸トランスポーター・アイソフォーム(CsNitr1-S, CsNitr1-L)に特異的な機能

    高橋正昭, Mihaela Georgescu, 杉浦美羽

    第47回日本植物生理学会年会  2006年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:筑波大学  

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  • The D1-173 amino acid plays a key role in the structure-function relationship of TyrZ and D1-His190 in Photosystem II 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    8th International Symposium on Nanomedicine  2014年12月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 光合成酸素発生マンガンクラスターにおけるCa2+の構造的関与:ホウレンソウ及びシアノバクテリアのS状態サイクルおけるSr2+置換の効果

    鈴木博行, 田口雄太, 杉浦美羽, Alain Boussac, 野口巧

    第47回日本植物生理学会年会  2006年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:筑波大学  

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  • Thermophilic Cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus Mutant Acquired The Photo-heterotorophic Growth Capacity 国際会議

    Masato Nakamura, Miwa Sugiura

    8th International Symposium on Nanomedicine  2014年12月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Thermosynechococcus elongatusの光化学系IIにおけるTyrD周辺の水素結合ネットワーク

    杉浦美羽, Alain Boussac, Sun Un

    第47回日本植物生理学会年会  2006年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:筑波大学  

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  • Influence on Photoinhibition by the Structural Modification of Cytb559 in PhotosystemII Complex 国際会議

    Makoto Nakamura, Alain Boussac, Miwa Sugiura

    8th International Symposium on Nanomedicine  2014年12月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • ATR法を用いた光化学系IIにおける電子伝達成分の赤外スペクトル測定

    大久保辰則, 鈴木博行, 杉浦美羽, 野口巧

    第43回 日本生物物理学会2005年度年会  2005年11月 

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    記述言語:日本語  

    開催地:札幌コンベンションセンター  

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  • Comparison of The Binding Manner of Herbicides in Photosystem II Composed of D1 Variants in Thermosynechococcus elongatus 国際会議

    Akiko Nakagawa, Miwa Sugiura

    8th International Symposium on Nanomedicine  2014年12月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 光合成に使われている色素を取り出してみよう! 招待

    杉浦 美羽

    平成26年度愛媛未来づくり共同提案事業 実験サイエンスカフェ for girls  2014年11月 

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    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

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  • 光化学系ⅡにおけるP680カチオンラジカルの電子状態

    北嶋裕一, 水出光, 鞆達也, 杉浦美羽, 野口巧

    第43回 日本生物物理学会2005年度年会  2005年11月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:札幌コンベンションセンター  

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  • 酸素発生マンガンクラスターおけるCa2+の構造的関与:Sr2+置換によるFTIR解析

    鈴木博行, 田口雄太, 杉浦美羽, Alain Boussac, 野口巧

    第43回 日本生物物理学会2005年度年会  2005年11月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:札幌コンベンションセンター  

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  • Environment of TyrZ in Photosystem II from Thermosynechococcus elongatus in which PsbA2 is the D1 protein 国際会議

    Miwa Sugiura, Shogo Ogami, Fabrice Rappaport, Alain Boussac

    2014 International Conference on Artificial Photosynthesis  2014年11月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • ATR-FTIR法による光化学系Ⅱ電子伝達成分の反応解析

    大久保辰則, 杉浦美羽, 鈴木博行, 野口巧

    光合成の色素系と反応中心に関するセミナーXIII  2005年6月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:京都  

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  • 幸せな人生を送るための人生設計と今やっておくこと 〜研究者になった私の例を挙げて〜 招待

    杉浦 美羽

    平成26年度中高生のためのキャリアデザイン講座  2014年10月 

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    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

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  • 光化学系Ⅱにおけるβ-カロテン及びクロロフィルZの酸化メカニズム

    北嶋裕一, 杉浦美羽, 野口巧

    光合成の色素系と反応中心に関するセミナーXIII  2005年6月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:京都  

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  • 層状複水酸化物修飾電極を用いた光化学系IIの光電気化学

    加藤優, 佐藤久子, 杉浦美羽

    電気化学会秋季年会  2014年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:北海道大学  

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  • 光化学系IIの水の酸化過程で生じるプロトン排出経路に関する研究

    谷口智紀, 杉浦美羽

    第6回日本光合成学会年会  2015年5月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:岡山国際交流センター  

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  • 炭酸水素イオンは酸素発生マンガンクラスターの配位子か?:赤外分光法による解析

    青山智佳, 鈴木博行, 杉浦美羽, 野口巧

    第48回日本植物生理学会年会  2007年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:愛媛大学  

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  • Crystal structure of herbicide-bound PsbA3-only photosystem II

    Takahiro Kuma, Fusamichi Akita, Natsumi Ugai, Michihiro Suga, Miwa Sugiura, Masako Iwai, Masahiko Ikeuchi, Jian-Ren Shen

    第57回日本植物生理学会年会  2016年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:岩手大学  

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  • Thermosynechococcus elongatus光化学系IIにおけるP680 リガンドの酸化還元電位への影響

    杉浦美羽, Alain Boussac, 野口巧, Fabrice Rappaport

    第48回日本植物生理学会年会  2007年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:愛媛大学  

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  • 光化学系II複合体 Cytb559の構造変化による光阻害への影響

    Makoto Nakamura, Alain Boussac, Miwa Sugiura

    第57回日本植物生理学会年会  2016年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(基調)  

    開催地:岩手大学  

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  • 光化学系IIにおける酸素発生の分子機能と構造:部位特異的変異を導入した好熱性シアノバクテリアが解明のブレークスルーになる 招待

    杉浦 美羽

    第87回 日本化学会春期年会 特別企画シンポジウム (光合成機能の分子メカニズムと工学応用 ~分子レベルの探求から太陽光エネルギー変換系への応用まで~)  2007年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:関西大学  

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  • 光合成のエネルギー変換と物質変換:光合成の理解と応用研究はどこまで進んだか? 招待

    杉浦 美羽

    マリンバイオテクノロジー学会  2015年11月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:東京大学  

    「若手の会シンポジウム」

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  • Influence of the redox active Tyrosine D on the electron transfer in cyanobacterial Photosystem II 国際会議

    Malwina Szczepaniak, Miwa Sugiura, Alfred R. Holzwarth

    The 14th International Congress on Photosynthesis: Satellite Workshop on Photosynthetic Light-Harvesting Systems  2007年 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Molecular structure relating to rate of water oxidation and electrontransfer in Photosystem II 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    The 7th Asia and Oceania Conference on Photobiology  2015年11月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • P680 ligand in the oxygen-evolving Photosystem II of Thermosynechococcus elongatus 国際会議

    Miwa Sugiura, Alain Boussac, Takumi Noguchi, Fabrice Rappaport

    The 14th International Congress on Photosynthesis: Satellite Workshop on Solar Energy and Artificial Photosynthesis  2007年 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Effects of Structural Modification around TyrZ and D1-His190 on Proton-coupled Electron Transfer in Photosystem II 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    International Symposium 2015- Protonation Dynamics in Redox Proteins  2015年9月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Active Photosystem II Mutants from Thermosynechococcus elongatus 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    Seminar in Imperial College of London University (invited by Professor Dr. James Barber)  2006年11月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 好熱性シアノバクテリアを駆使した光合成による水の酸化と電子移動の分子機構についての研究 招待

    杉浦美羽

    第28回日本Archaea研究会年会  2015年7月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Characterization of Active Photosystem II Mutants from Thermosynechococcus elongatus 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    Seminar in Max-Planck-Institut für Bionorhanische Chemie (Max-Planck-Institut für Kohlenforschumg Lembkestraße, Kleiner Hörsaal) (invited by Professor Dr. Alfred R. Holzwarth)  2006年11月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Engineered Themosynechococcus elongatus mutant growing under photoheterotrophic conditions 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    Gordon Research Conference: Photosynthesis: The Dynamics and Regulation of Photosynthesis: From the Origin of Biocatalysis to Innovative Solar Conversion  2015年6月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Proton release pattern during photosynthetic water oxidation as studied by flash-induced FTIR difference spectroscopy 国際会議

    Hiroyuki Suzuki, Miwa Sugiura, Takumi Noguchi

    The 5th East Asian Biophysics Symposium  2006年11月 

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    会議種別:ポスター発表  

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  • PsabA3のみを発現させたPsbA3-PSII の1.9 Å 分解能での結晶構造

    鵜飼奈津美, 菅倫寛, 杉浦美羽, 岩井雅子, 池内昌彦, 沈建仁

    第6回日本光合成学会年会  2015年5月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:岡山国際交流センター  

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  • 光化学系II複合体における小サブユニットタンパク質の役割

    杉浦美羽, 原田紗代, 岩井恵理

    第3回 生物物理学会中四国支部大会  2011年5月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:広島大学  

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  • 分光電気化学的手法によるThermosynechococcus elongatus由来の光化学系II一次電子受容体フェオフィチンaの酸化還元電位計測

    加藤祐樹, 杉浦美羽, 渡辺 正

    第50回 日本植物生理学会年会  2009年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:名古屋大学  

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  • 水の酸化反応におけるD1-His332の役割

    杉浦美羽, 大野陽平, Alain Boussac, Fabrice Rappapor, 鈴木博行, 野口巧, 林秀則

    第50回 日本植物生理学会年会  2009年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:名古屋大学  

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  • FTIR detection of the DOD bending vibrations of water molecules involved in the photosynthetic water oxidation 国際会議

    Hiroyuki Suzuki, Miwa Sugiura, Takumi Noguchi

    he 14th International Conference on Biological Inorganic Chemistry  2009年7月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 光合成水分解反応の赤外分光解析:DOD変角振動による水分子の検出

    鈴木 博行, 杉浦美羽, 野口巧

    第50回 日本植物生理学会年会  2009年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:名古屋大学  

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  • Histidine Hydroxyl Modification on D2-His336 in Photosystem II of Thermosynechoccocus vulcanus and Thermosynechoccocus elongatus. 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    International Meeting “Photosynthesis Research for Sustainability – 2014"  2014年6月 

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  • FTIRによる光合成水分解系における水分子の検出

    野口巧, 杉浦美羽

    日本植物生理学会2001年度年会  2001年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:九州産業大学  

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  • Fourier transform infrared study on photosynthetic water oxidation using His-tagged PS II core complexes from Thermosynechococcus elongatus 国際会議

    Takumi Noguchi, Miwa Sugiura

    The 11th international Synposium on Phototrophi Prokaryotes  2003年8月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • 食材の安全性について考える〜遺伝子組換え作物と農薬について〜 招待

    杉浦 美羽

    国際ソロプチミスト松山  2014年4月 

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    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

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  • High efficient energy conversion by photosynthesis and its application to bio-photovoltaics. 招待

    Miwa Sugiura

    第12回日米先端工学(JAFOE)シンポジウム事前勉強会  2014年4月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Site-directed mutations in the thermophillic cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus: Labelling and biochemical, EPR and FTIR analyses 国際会議

    Miwa Sugiura, Takumi Noguchi, A. William Rutherford, Alain Boussac

    The 11th international Synposium on Phototrophi Prokaryotes  2003年8月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Site-directed mutations in the thermophilic cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus : Labellings and biochemical, EPR and FTIR analyses 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    Photosynthèse membranaire : structures, fonctions, biogenèse et régulation  2003年6月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:Paris, France  

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  • 光合成光化学系IIの水の酸化速度を制御するPCET

    杉浦美羽

    第4回フォーラム「人工光合成」-JSTさきがけ研究・新学術領域研究の学術発信と研究者への期待-  2014年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:名古屋大学  

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  • Properties of highly-purified oxygen-evolving PSII core complexes from a thermophilic cyanobacteria T. elongatus having his-tagged CP43 国際会議

    Miwa Sugiura, Alain Boussac, A. William Rutherford

    EURESCO Conference: Molecular Bioenegetics of Cyanobacteria  2003年6月 

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    会議種別:ポスター発表  

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  • 愛媛大学でのサイエンスカフェの取り組み 招待

    杉浦 美羽

    高知大学農学部  2014年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

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  • Site-directed Mutagenesis in the Thermophilic Cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    Seminar in Ruhr-Universitaet Bochum (invited by Professor Matthias Roegner)  2003年 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 光合成による高効率エネルギー変換と水の酸化機構の解明 招待

    杉浦 美羽

    JSTさきがけ「光エネルギーと物質変換」領域研究成果報告会:人工光合成研究の最前線 -挑戦する若手研究者-  2014年3月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Etude du Complexe Mn4 du Photosystém II 国際会議

    Miwa Sugiura

    Seminaire in Université Paris-Sud  2003年 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Efficient Photosynthetic Electron Transfer and Water Oxidation in Photosystem II 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    7th International Symposium on Nanomedicine  2013年11月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 光化学系IIの水の酸化反応におけるD1-V185の役割の解明

    第9回日本光合成学会年会  2018年5月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • X-Ray crystallographic analysis of Photosystem II from a PsbA2-only strain and its complex with bromoxynil 国際会議

    Naoki Tone, Natsumi Ugai, Yoshiki Nakajima, Michihiro Suga, Fusamichi Akita, Yasufumi Umena, Akiko Nakagawa, Miwa Sugiura, Jian-Ren Shen

    Third International Solar Fuels Conference / International Conference on Artificial Photostnthesis-2019  2019年10月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • ChlD1の異なるリガンド構造がP680の機能にもたらす影響

    島本直拓, 中村誠, 竹川裕紀, 杉浦美羽

    第10回日本光合成学会年会  2019年5月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • New Insights on ChlD1 Function in PhotosystemⅡ from Site-Directed Mutants 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    10th OCARINA International Symposium  2019年3月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 光化学系II複ヘムタンパク質Cytb559の異なるリガンドが及ぼす機能と構造への影響

    杉浦美羽, 中村誠, Alain Boussac, 梅名康史, 沈建仁

    第2回新学術領域「革新的光-物質変換」公開シンポジウム  2019年1月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • 光化学系IIのP680クロロフィルのリガンド環境と光合成機能との関係 招待

    杉浦 美羽

    第2回新学術領域「革新的光-物質変換」公開シンポジウム  2019年1月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • X-ray crystallographic analysis of Photosystem II from a PsbA2-only strain and its complex with herbicides 国際会議

    Naoki Tone, Takahiro Kuma, Yoshiki Nakajima, Michihiro Suga, Fusamichi Akita, Yasufumi Umena, Akiko Nakagawa, Miwa Sugiura, Jian-Ren Shen

    International Symposium on Photosynthesis and Chloroplast Biogenesis 2018  2018年11月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Molecular Mechanisms of Efficient Electron Transfer and Water Oxidation in Photosystem II 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    1st Evolutionary Materials Workshop in Seoul National University  2018年10月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 光合成による高効率エネルギー変換機構の理解と応用研究はどこまで進んだか? 招待

    杉浦 美羽

    平成30年度日本農芸化学会西日本支部大会 シンポジウム「限りある資源、地球環境への農芸化学からの取り組み」  2018年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 光化学系IIの水の酸化反応におけるD1/V185の役割について

    高智五輝, 原侑也, Alain Boussac, 杉浦美羽

    第56回日本生物物理学会年会  2018年9月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Role of accessory chlorophyll ChlD1 as P680 in Photosystem II 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    1st Asia-Oceania International Congress on Photosynthesis  2018年8月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 光化学系IIアクセサリークロロフィルの軸配位子環境と強光との関係

    木村仁哉, 中村誠, 竹川裕紀, 杉浦美羽

    第10回日本光合成学会年会  2019年5月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • Thermosynechococcus elongatusの光化学系II一次電子受容体フェオフィチンaの酸化還元電位: コアタンパク質D1:1とD1:3の違いが電位に及ぼす影響について

    加藤祐樹, 杉浦美羽, 渡辺 正

    第51回 日本植物生理学会年会  2010年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:熊本大学  

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  • 分光電気化学的手法による光化学系II第一キノン電子受容体QAの酸化還元電位計測

    芝本匡雄, 加藤祐樹, 杉浦美羽, 渡辺 正

    第51回 日本植物生理学会年会  2010年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:熊本大学  

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  • The role of Valine 185 of the D1 protein in the Photosystem II oxygen evolution 国際会議

    The role of Valine, of the, rotein in the Photosystem II oxygen evolution, Miwa Sugiura, Itsuki Takachi, Yuya Hara, Shin Kanawaku, Julien Sellés, Alain Boussac

    Third International Solar Fuels Conference / International Conference on Artificial Photostnthesis-2019  2019年11月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Recent progress in Photosystem II research using mutagenesis of Thermosynechococcus elongatus, 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    Japanese-Finnish Seminar 2011 Future prospects of photosynthetic organisms: from genomes to environment  2011年3月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Overview of Photosystem II and artificial photosynthesis research 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    The 70th Okazaki International Conference  2010年12月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Molecular structure and function of Thermosynechococcus elongatus Photosystem II composed of either D1:1 or D1:3 招待 国際会議

    Miwa Sugiura, Fabrice Rappaport, Yuki Kato, Takumi Noguchi, Alain Boussac

    The 15th International Congress of Photosynthesis  2010年8月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:Beijing, China  

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  • Energetics within photosystem II based on the redox potentials of pheophytin a and primary quinone QA determined by spectroelectrochemistry 国際会議

    Yuki Kato, Miwa Sugiura, Tadashi Watanabe

    Molecular Basis of Photosynthetic Energy and Electron Transfer and Related Respiratory Processes ~Satellite Meeting  2010年8月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Evidence that D1-His332 in Photosystem II from Thermosynechococcus elongatus interacts with the S3-state and not with the S2-state 国際会議

    Miwa Sugiura, Fabrice Rappaport, Warwick Hillier, Pierre Dorlet, Alain Boussac

    Molecular Basis of Photosynthetic Energy and Electron Transfer and Related Respiratory Processes ~Satellite Meeting  2010年8月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Spectroelectrochemical determination of the redox potentials of electron acceptors, pheophytin a and primary quinone QA, in photosystem II 国際会議

    Yuki Kato, Tadao Shibamoto, Akinori Oda, Miwa Sugiura, Tadashi Watanabe

    The 15th International Congress of Photosynthesis  2010年8月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 分光電気化学法による光化学系II電子受容分子の酸化還元電位計測

    加藤祐樹, 芝本匡雄, 杉浦美羽, 渡辺正

    第37回生体分子科学討論会  2010年6月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:山口大学  

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  • 光化学系II複合体タンパク質の分子構造と機能の関係 招待

    杉浦 美羽

    2010年 ナノ学会第8回大会 未来を拓くナノサイエンス:理学、工学、医学への広がり  2010年5月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Recent progress of research in molecular mechanism and structure of Photosystem II complex 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    Seminar in National Institute for Genetics  2010年4月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 1064 nm 励起顕微ラマン分光法によるシアノバクテリアのin vivo測定

    安藤正浩, 杉浦美羽, 林秀則, 浜口宏夫

    第90回 日本化学会春季年会  2010年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:近畿大学  

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  • 分光電気化学計測による光化学系II電子伝達分子のエネルギー準位相関の解明

    加藤 祐樹, 芝本 匡雄, 杉浦 美羽, 渡辺 正

    第90回 日本化学会春季年会  2010年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:近畿大学  

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  • Structural stability of Photosystem II complex composed of either PsbA1 or PsbA3

    Miwa Sugiura, Yuki Kato, Alain Boussac

    第49回 日本生物物理学会年会  2011年5月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:東北大学  

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  • 光合成によるエネルギー変換と水の酸化機構 招待

    杉浦 美羽

    ”2011世界化学年”記念 JST さきがけ研究領域合同シンポジウム「人類の危機に挑む研究開発:光と太陽エネルギー」  2011年3月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:神奈川大学  

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  • 部分構造の異なる反応中心タンパク質D1で構成される光化学系IIのエナジェティクスの違い 招待

    杉浦 美羽

    大阪大学蛋白質研究所セミナー「分子科学と生理学が解き明かす植物の光エネルギー変換の新展開」  2011年3月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:大阪大学蛋白質研究所  

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  • 葉緑体包膜に局在する亜硝酸トランスポーターの構造と形質転換植物を用いた機能の研究

    岡桂子, 杉浦美羽, 尼子克己, 高橋正昭

    日本植物生理学会1996年度年会  1996年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:鹿児島大学  

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  • 光化学系IIの電子伝達制御に関わる構造環境 招待

    杉浦 美羽

    第85回日本生化学会大会 シンポジウム「精密構造に基づく生体光エネルギー変換の分子機構」  2012年12月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 植物の窒素トランスポーターに相同性を示す葉緑体包膜タンパク質のイオン輸送特性

    高橋正昭, 杉浦美羽

    日本植物生理学会1996年度年会  1996年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:鹿児島大学  

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  • Photosystem II complexes composed of different D1 variants 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    6th International Symposium on Nanomedicine  2012年11月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • ラットCYP1A1およびラットCYP1A1-酵母NADPH-P450還元酵素融合酵素のタバコクロロプラストへの輸送と光化学系 I への影響

    杉浦美羽, 村中俊哉, 薮崎義康, 大川秀郎

    日本植物生理学会1996年度年会  1996年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:鹿児島大学  

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  • Overview of structure and function of PSII 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    10th International Plant Molecular Biology Congress  2012年10月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • cDNA Cloning and Expression in Escherichia coli and Saccharomyces cerevisiae of A Novel Tobacco Cytochrome P450 Induced by 2,4-D Treatment

    Miwa Sugiura, Toshiyuki Sakaki, Yoshiyasu Yabusaki, Hideo Ohkawa

    3rd International Symposium on Cytochrome P450 Biodiversity  1995年10月 

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    会議種別:ポスター発表  

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  • Hetrotrophicaly growable thermophilic cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus 国際会議

    Masato Nakamura, Miwa Sugiura

    10th International Plant Molecular Biology Congress  2012年10月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Mechanism of controlling the redox potentials of the quinone electron acceptors in photosystem II

    Ryota Ashizawa, Takuya Iwasa, Miwa Sugiura, Takumi Noguchi

    第50回 日本生物物理学会年会  2012年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:名古屋大学  

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  • タバコ培養細胞由来の新規シトクロムP450 cDNAの酵母での発現

    杉浦美羽, 榊利之, 薮崎義康, 大川秀郎

    第67回 日本生化学会大会  1995年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:東北大学  

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  • タバコ培養細胞におけるシトクロムP450の一次構造と異種細胞での発現 招待

    杉浦 美羽

    第67回 日本生化学会大会(コロキウム:微生物と植物のP450;生物機能性の分子機構)  1994年9月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • サイエンス分野における男女共同参画 〜理系女子のキャリアデザイン〜 招待

    杉浦 美羽

    平成24年度 第17回 男女参画社会づくり推進県民大会  2012年6月 

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    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

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  • Two Types of Cytochrome P450 That Can Be Induced by 2,4-D in Tobacco Cultured Cells

    Miwa Sugiura, Hiromasa Imaishi, Ohkawa Hideo

    2nd International Symposium on Cytochrome P450 of Microorganisms and Plants  1993年6月 

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    会議種別:ポスター発表  

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  • 光合成エネルギー変換機構の解明へ導く光化学系II反応中心タンパク質を欠損させた好熱性ラン藻の構築

    中村優斗, 杉浦美羽

    日本生物物理学会 第4回 中国四国支部大会  2012年6月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:山口大学  

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  • タバコ培養細胞の2,4-Dで誘導されるシトクロムP450分子種

    杉浦美羽, 今石浩正, 大川秀郎

    第66回 日本生化学会大会  1993年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:東京大学教養学部  

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  • PCETに制御される光化学系IIの水の酸化過程

    杉浦美羽, 大上翔悟, 楠見真依, Fabrice Rappaport, Alain Boussac

    日本生物物理学会 第4回 中国四国支部大会  2012年6月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:山口大学  

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  • 葉緑体 Mn (II) 結合タンパク質の性質

    高橋正昭, 杉浦美羽, 今井宣文, 橋本佳代子, 浅田浩二

    日本植物生理学会1992年度年会  1992年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 光合成による水の酸化速度と電子伝達コファクターとの関係

    杉浦美羽

    さきがけ4領域合同国際シンポジウム  2012年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:慶應義塾大学  

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  • 酸素発生複合体におけるCa2+/Sr2+およびCl-/Br-置換が光化学系IIのエナジェティックスに及ぼす影響

    山本 昌一, 芝本 匡雄, 加藤 祐樹, 杉浦 美羽, Alain Boussac, 渡辺 正

    第53回 日本植物生理学会年会  2012年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:京都産業大学  

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  • Energy Conversion by Photosystem II and application to energy creation 招待 国際会議

    Miwa Sugiura, Michele Vittadello, Paul. G. Falkovski, Alain Boussac

    5th International Symposium on Nanomedicine  2012年3月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Property and structure of His-tagged PSII core complexes from Thermosynechococcus elongatus 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    Biosensing Workshop  2002年6月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:ENEA Centro Casaccia, Rome, Italy  

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  • 水の光分解を目指した光化学系IIを有する酸化物電極の開発

    加藤優, 佐藤久子, 杉浦美羽

    日本化学会低次元系光機能材料研究会 第2回サマーセミナー  2013年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:松山  

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  • 赤外分光法による水分解系における水分子の反応の検出

    野口巧, 杉浦美羽

    日本生物物理学会2002年度年会  2002年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:岡山大学  

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  • Photoelectrochemical water oxidation using Photosystem II integrated electrodes 国際会議

    Masaru Kato, Miwa Sugiura

    Protein Island Matsuyama International Symposium  2013年9月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 赤外分光法による光合成酸素発生系におけるS状態反応サイクルの解析

    野口巧, 杉浦美羽

    日本生物物理学会2001年度年会  2001年10月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:大阪大学  

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  • Construction of thermophilic cyanobacterium mutant which grow photoautotroph

    Masato Nakamura, Miwa Sugiura

    Protein Island Matsuyama International Symposium  2013年9月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Localization of a new class of transporter for nitrogenous compound in chloroplast envelopes 招待 国際会議

    Miwa Sugiura, Masaaki Takahashi

    The 12th International Congress on Photosynthesis  2001年8月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:Brisbane, Australia  

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  • Efficiency of photosynthesis is controlled by environments of molecular structure around cofactors relating to electron transport and water oxidation in Photosystem II 国際会議

    Miwa Sugiura

    Protein Island Matsuyama International Symposium  2013年9月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Investigation of the in vivo structure of the oxygen-evolving photosystem II (PS II) complex in Synechococcus elongatus

    Miwa Sugiura, Masaaki Takahashi

    The 12th International Congress on Photosynthesis  2001年8月 

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    会議種別:ポスター発表  

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  • Environment of TyrZ in Photosystem II from Thermosynechococcus elongatus in which PsbA2 Is the D1 Protein 招待 国際会議

    Miwa Sugiura, Shogo Ogami, Mai Kusumi, Sun Un, Fabrice Rappaport, Alain Boussac

    The 16th International Congress of Photosynthesis  2013年8月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Molecular structures relating regulation of electron transfer in Photosystem II 招待 国際会議

    Miwa Sugiura

    International Conference of "Photosynthesis Research for Sustainerbility-2013", Baku, Azerbaijan  2013年6月 

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    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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産業財産権

  • 葉緑素を有する微生物を用いた脂質製造方法及びそのための培養システム

    日浅(杉浦)美羽

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    出願人:国立大学法人愛媛大学

    出願番号:特願2024-218911  出願日:2024年12月

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  • 汚染水の処理方法

    日浅(杉浦)美羽, 野村信福, 中島純一

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    出願人:国立大学法人愛媛大学

    出願番号:特願2024WOP002 (PCT) 

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受賞

  • The Chemical Conversion of Light Energy Prize 2014

    2014年3月   JST-さきがけ   Elucidation of Molecular Mechanisms of Highly Efficient Energy Conversion and Water Oxidation by Photosynthesis

    杉浦 美羽

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  • 女性研究者「クラブ賞」

    2013年9月   2010年国際ソロプチミスト日本財団西日本リージョン松山   光合成のエネルギー変換機能を改良した高効率な新規光合成太陽電池の開発

    杉浦 美羽

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  • 奨励賞

    2011年   日本女性科学者の会   水の酸化を伴った光合成によるエネルギー変換機構と分子構造に関する研究

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    受賞国:日本国

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 改良型光合成微生物による次世代バイオ燃料合成法の研究開発

    2025年4月 - 2026年3月

    公益財団法人 東京応化科学技術振興財団  第39回 研究費の助成 

    杉浦 美羽

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    担当区分:研究代表者 

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  • 好熱性シアノバクテリアを用いた環境汚染物質の浄化

    2024年11月 - 2025年10月

    Peace and Science Innovation  GAPファンド  ステップ1

    杉浦 美羽

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    担当区分:研究代表者 

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  • 光合成微生物の改良によるカーボンニュートラルで持続可能な環境浄化システムの開発

    2024年6月 - 2027年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    杉浦 美羽

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    配分額:6370000円 ( 直接経費:4900000円 、 間接経費:1470000円 )

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  • 光合成微生物とプラズマの重畳効果を利用した水処理システムの開発

    2023年4月 - 2024年3月

    公益財団法人JKA  2023年度機械振興事業  2023年度機械振興事業

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    担当区分:研究代表者 

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  • 光合成の初発反応における励起・電荷分離の反応機構解明

    2021年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    杉浦 美羽, 長澤 裕

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:17290000円 ( 直接経費:13300000円 、 間接経費:3990000円 )

    光合成における励起・電荷分離の反応過程を解明するために、初年度は、まずこれらの反応に関わると考えられる4分子クロロフィルのリガンドを変えるようにデザインした8つの好熱性シアノバクテリア Thermosynechococcus elongatusの遺伝子組換え体の作製を試みた。これらのうちの得られた組換え体を大量培養し、測定試料に用いるために光化学系II (PSII) を精製した。得られたPSII試料について、light minus dark差可視吸収スペクトルを77 Kで測定することによって、それぞれのクロロフィルの吸収波長の同定を試みた。4分子のうちの2分子については同定できたが、残る2分子については完全に分離することができず、課題として残っている。また、光合成機能を評価するために水の酸化活性を測定して、クロロフィルのリガンド置換によるPSIIの水の酸化触媒Mn4O5Caクラスターへの影響が無いことを確認した。
    これらの組換え体PSIIの超高速分光測定法を確立するために、再生増幅型のTi:sapphireレーザーで励起した非同軸型光パラメトリック増幅器 (OPA) を用い、野生型のPSIIについてフェムト秒時間分解過渡吸収 (TRTA) スペクトル測定を行った。OPAは2台使用し、そのうち1台はTRTA観測用の白色光発生用とし、もう一台は励起光発生用とした。この実験では、PSII中の特異なβカロテンを励起する必要があり、OPAの短波長側の発振限界に近い510 nmで安定に光励起できるようOPAの設定を改善した。

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  • 機能解析による光合成タンパク質における電子移動制御の分子機構解明

    2017年6月 - 2022年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

    野口 巧, 杉浦 美羽

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    配分額:101530000円 ( 直接経費:78100000円 、 間接経費:23430000円 )

    天然光合成、特に光化学系Ⅱタンパク質における水分解・酸素発生反応と電子・プロトン移動反応の分子機構を、分子生物学による変異導入と赤外分光を中心とした分光測定を組み合わせた機能解析によって調べた。水分解機構については、各中間状態遷移におけるプロトンおよび水分子移動の過程および移動経路について重要な知見を得た。また、触媒部位であるMn4CaO5クラスターの構築過程を明らかにした。さらに、鉄-キノン電子受容体の酸化還元電位制御機構、反応中心クロロフィルの電荷分布や電荷分離反応の機構、および光保護に関与する副次的電子移動経路におけるCytb559の軸配位子の役割を明らかにした。

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  • 光合成分子機構の学理解明と時空間制御による革新的光—物質変換系の創製

    2017年4月 - 2022年3月

    文部科学省  科学研究費補助金(新学術領域研究 研究領域提案型) 

    沈 建仁, 杉浦 美羽

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • 光合成による水分解:プロトン共役電子移動の分子機作

    2017年4月 - 2020年3月

    日本学術振興会  科学研究費補助金(基盤B) 

    野口 巧, 杉浦 美羽

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • 光化学系IIの一次電子供与体P680の酸化還元電位の制御機構の解明

    2017年4月 - 2020年3月

    日本学術振興会  科学研究費補助金(基盤研究C) 

    杉浦 美羽

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • CO2の有効利用による食糧生産向上をめざした植物の光合成エネルギー変換機能の改良

    2016年9月 - 2017年8月

    公益財団ひと・健康・未来研究財団  2016年度研究助成 環境分野<代表> 

    杉浦 美羽

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:1000000円

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  • 光従属栄養生育能を付与した好熱性シアノバクテリア作製による光合成研究基盤の構築

    2015年 - 2017年

    日本学術振興会  科学研究費補助金(挑戦的萌芽研究) 

    杉浦 美羽

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • 植物ナノバイオロジー研究の発展への貢献

    2015年

    日本ナノメディシン交流協会  研究奨励寄付金 

    杉浦 美羽

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • 遺伝子改変PSIIタンパク質の水の酸化反応機構の解析

    2014年 - 2015年

    日本科学技術振興財団(JST)  戦略的創造研究推進事業国際強化支援 

    杉浦 美羽

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • 多量体形成する重金属結合蛋白質の分子構造に関する研究

    2012年 - 2015年

    日本学術振興会  科学研究費補助金(基盤研究C) 

    杉浦 美羽

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • 光従属栄養成長可能な新規好熱性ラン藻の作製による光合成研究基盤の構築

    2012年 - 2013年

    愛媛大学  愛媛大学研究活性化事業・女性研究者支援(基盤研究) 

    杉浦 美羽

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • 第15回 国際光合成会議(北京)

    2010年8月

    日本学術振興会  国際学会等派遣事業 222033 

    杉浦 美羽

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:100000円

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  • 光合成による高効率エネルギー変換と水の酸化機構の解明

    2010年 - 2016年

    日本科学技術振興財団(JST)  さきがけ「光エネルギーと物質変換」 

    杉浦 美羽

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • 光合成によるエネルギー変換機構の分子レベルでの解明と将来の展望 (Molecular Mechanism of Photosynthetic Energy Conversion: the Present Research and Future Prospects)

    2010年

    分子科学国際研究会  岡崎国際コンファレンス開催費<代表> 

    杉浦 美羽

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:3500000円

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  • 光合成を利用したバイオテクノロジーによる水素生産技術の研究開発

    2009年 - 2012年

    日本学術振興会  科学研究費補助金(基盤研究C)<代表>  基盤研究(C)

    杉浦 美羽

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:3700000円

    本研究の最終目標は、光合成微生物である好熱性ラン藻Thermosynechococcus elongatusにH^+を還元してH_2にする酵素遺伝子を導入することによって、太陽光を当てれば光合成と同期して温泉水程度の貧栄養な条件下で、光合成微生物が水素を生産できる系を構築することである。そのためには、光合成による水の酸化機能を高めてH^+の放出速度を上げた遺伝子組換え体を宿主細胞にして、H^+を還元する酵素遺伝子を導入・発現させて、チラコイドルーメンに輸送させる必要がある。本研究では、まず、水の酸化速度制御のメカニズムを明らかにし、次に、他の生物由来の遺伝子を好熱性ラン藻で機能的に発現させ、チラコイド膜を通過してチラコイド膜ルーメンに輸送できる系の確立を試みた。
    水の酸化速度制御に関して最も効果的な段階は、光化学系II電子伝達系の最終ステップであるQ_AからQ_Bへの電子伝達であり、Q_Bの酸化還元電位を上げるように周辺アミノ酸を置換すると、Q_AとQ_Bの間の電位差が大きくなり、この電子移動が速くなるために、電子を引き抜く最初のステップである水の酸化速度が上昇することが分かった。一方、酸化側においては、水の酸化で生じた電子はTyr_Zを介してP_<680>に渡されるが、Tyr_Zと水素結合するHisの距離を長くする変異を施した光化学系IIでは、H^+放出と同期するステップの電子移動が遅くなっており、結果として水の酸化速度が遅くなっていた。以上の結果から、水の酸化およびH^+の放出速度は、還元側の電子の引き抜き速度のみならず、酸化側の電子移動速度に伴うH^+の放出・移動速度に大きく依存することが明らかになった。
    本研究によって、水の酸化を上昇させた組換え体を作製することができたので、これに他の生物由来の遺伝子を導入して発現させ、機能させたいチラコイドルーメンに輸送させる系の構築を試みた。安定に発現するプロモータを見つけ、輸送シグナルの下流にレポーター遺伝子を連結した組換え体を作製した。その結果、レポータータンパク質はチラコイド膜に挿入される時に切断され、構造を保持した状態でチラコイドルーメンに輸送されることを確認した。
    本研究によって、ラン藻を用いた水素生産系の基盤ができたので、実際にこの系を用いて次の課題としてH^+還元機能を付与することが次の課題である。

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  • 酸素発生型光合成微生物の遺伝子工学的改変による水素エネルギー生産技術の開発

    2008年 - 2011年

    愛媛大学  研究開発支援経費(萌芽研究)<代表> 

    杉浦 美羽

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:7260000円

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  • 光合成光化学系IIによるエネルギー変換の分子機構の解明と水素生産への応用

    2008年 - 2010年

    日本学術振興会  二国間交流事業 :フランスCNRSとの共同研究 

    杉浦 美羽

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:5000000円

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  • 光合成の水分解機構の工学応用による水素生成の事業化に関する調査

    2007年11月 - 2008年3月

    財団法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)  研究開発技術シーズ育成調査 <代表> 

    杉浦 美羽

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:5100000円

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  • The Mechanism of Water-Splitting in Photosynthesis

    2007年 - 2012年

    Australian Research Council Discovery Projects <分担>  Australian Research Council Discovery Projects <分担> 

    Thomas J. Wydrzynski(The Australian National University

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    資金種別:競争的資金

    配分額:86000000円

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  • Structural Studies of Photosystem II using mutant of Thermosynechococcus elongatus

    2007年 - 2009年

    The Royal Society International Joint Project 

    James Barber(Imperial College London・Department of Biochemistry, 授

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    資金種別:競争的資金

    配分額:2800000円

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  • 水素エネルギー生産を目指した光合成の水分解機構の解明と改良

    2007年 - 2009年

    財団法人 日産科学振興財団  学術研究延長助成:環境研究部門<代表> 

    杉浦 美羽

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:2500000円

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  • 分子の視点から見る光合成(セミナー)

    2007年 - 2008年

    自然科学研究機構  分子科学研究所共同利用研究セミナー開催<代表> 

    杉浦 美羽

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:640000円

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  • 光化学系IIにおけるキノン電子受容体の反応と制御の分子メカニズム

    2006年 - 2009年

    日本学術振興会  科学研究費補助金(基盤研究C)<分担>  基盤研究(C)

    野口 巧, 数理物質科学研究科

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    資金種別:競争的資金

    配分額:380000円

    1. 光化学系IIにおける第一キノン電子受容体Q_Aと第二キノン電子受容体Q_Bの水素結合構造を調べるため、プラストキノンの様々な水素結合複合体モデルに対し、密度汎関数法による基準振動解析を行った。その結果、C=O基への水素結合の有無と水素結合構造の対称性がCO伸縮振動の振動数と強度に大きく影響することが示された。それらの計算結果と、実測したQ_A-/Q_A及びQ_B-/Q_Bフーリエ変換赤外(FTIR)差スペクトルのCO伸縮振動領域の特徴から、Q_BがQ_Aよりも非対称的な水素結合構造を持つことが示された。
    2. Q_B部位に様々な除草剤を結合させ、Q_Aの酸化還元電位とCO基の水素結合構造の変化の関係を調べた。S_2Q_A-電荷再結合による熱発光温度から、フェノール系除草剤を加えたときにはQ_Aの酸化還元電位が低下し、尿素系、ウラシル系、トリアジン系の除草剤を加えたときには逆に上昇することが示された。またFTIRスペクトルにおけるQA^-のCO伸縮振動は、フェノール系除草剤ではその他の除草剤に比べて約1cm^<-1>程低い振動数を示した。密度汎関数法による解析から、この振動数差はCO基の水素結合強度の違いによることが示された。また、FTIRスペクトル中のフェノール系除草剤のバンドの解析により、これらの除草剤はQB部位のD1-His215 に脱プロトン化して結合し、His-Fe^<2+>-His架橋構造を介してD2-His214 とQ_A間の水素結合強度を変化させ、その酸化還元電位に影響を与えることが示された。
    上記1., 2.より、Q_A及びQ_Bの酸化還元電位は、その水素結合構造及び強度により精密にコントロールされ、Q_AからQ_Bへのスムースな電子移動を実現していることが示された。

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  • 生物による水素エネルギー生産を目指した光合成の水分解機構と分子構造に関する研究

    2006年 - 2008年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    杉浦 美羽

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    配分額:3950000円 ( 直接経費:3800000円 、 間接経費:150000円 )

    光合成によるエネルギー変換機能を改良して新規エネルギー生産に応用することを目的として、その初発の反応である水の酸化機能を高めた組換え体の作製を試みた。遺伝子組換えによって遺伝子の発現を制御したり、光化学系II反応中心のアミノ酸を変えることにより、水の酸化機能を1.8倍高めることに成功した。更に機能を高める目的で、水の酸化で生じた電子を受け取る+1.2 Vの高い酸化還元電位を持つP680クロロフィルのリガンドアミノ酸を別のアミノ酸に置換したところ、水の酸化には殆ど影響しないことが明らかになった。

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  • 水素エネルギー生産を目指した光合成の水分解機構の解明と改良

    2006年 - 2007年

    財団法人 日産科学振興財団  学術研究延長助成:環境研究部門<代表> 

    杉浦 美羽

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:1500000円

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  • 光独立栄養条件下で生育できる好熱性シアノバクテリアの作製と光合成研究への応用

    2006年 - 2007年

    財団法人 長瀬科学技術振興財団  財団法人 長瀬科学技術振興財団:生化学部門 

    杉浦 美羽

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:2500000円

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  • 部位特異的変異を導入した光合成光化学系II反応中心の分子機構に関する研究

    2005年 - 2007年

    日本学術振興会  二国間交流事業 :フランスCNRSとの共同研究 

    杉浦 美羽

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:5000000円

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  • ラン藻の部位特異的変異体の分光測定による光合成機構の解明

    2002年 - 2004年

    日本学術振興会  科学研究費補助金(基盤研究C-1)  基盤研究(C)

    野口 巧

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    資金種別:競争的資金

    配分額:3600000円

    好熱性ラン藻Thermosynechococcus elongatusの変異体を作成し、その光化学系II蛋白質の構造・反応を閃光誘起フーリエ変換赤外(FTIR)差スペクトル法によって解析した。その結果、主に以下のような結果を得た。
    1.CP43蛋白質にヒスチジンタグを導入することによって得た、極めて酸素発生活性の高い光化学系II蛋白質複合体を用い、その水分解系の構造、及び反応を調べた。まず、水分解反応サイクルの各中間状態遷移(S_1→S_2,S_2→S_3,S_3→S_0,S_0→S_1)における基質水分子の反応過程を、そのOH伸縮振動バンド(3500-3650cm^<-1>)の変化として検出することに初めて成功した。また、その際のアミノ酸側鎖や蛋白質骨格の構造変化を検出し、その赤外バンドを^<13>C、^<15>N同位体置換によって同定した。さらに、反応サイクルのFTIR差スペクトルを様々なpHにおいて測定し、各遷移効率のpH依存性を調べた結果、S_1→S_2遷移以外の3つの遷移で酸性領域における著しい阻害が認められ、これらの遷移でのプロトン放出の可能性が示された。
    2.D2蛋白質の160番目のチロシン残基(Y_D)をフェニルアラニンに置換した変異体(D2-Y160F)を作成し、第一電子供与体クロロフィルP680への副次的電子供与体YDの機能を調べた。D2-Y160Fの光化学系II蛋白質について、P680の光酸化によるFTIR差スペクトルを測定したところ、野生株に見られる1751cm^<-1>のカルボメトキシC=O基のバンドが低波数シフトしていることが観測された。このことから、Y_DはP680と水素結合ネットワークを介して相互作用しており、この相互作用を通じて、Y_Dの酸化状態がP680の酸化還元電位を制御していることが示唆された。

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  • 好熱性ラン藻Thermosynechococcus elongatusの光化学系IIに関する研究

    2002年 - 2003年

    フランス国立科学研究省  若手共同研究者奨励金 

    杉浦 美羽

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:5000000円

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  • 光合成酸素発生マンガンクラスターの電子状態の解明:軟X線発光分光によるアプローチ

    2002年 - 2003年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    原田 慈久, 楠 正美, 杉浦 美羽, 高田 恭孝

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    配分額:2800000円 ( 直接経費:2800000円 )

    本研究は、生体内に存在する状態を保持した0光化学系IIの酸素発生4核マンガンクラスターのMn2p内殻励起による軟X線吸収・発光測定を行うことを目的として装置開発を行ってきた。これまで固体や気体試料に限定されていた軟X線吸収・発光実験をターゲットとなるイオン種が非常に低濃度に存在する溶液試料にも適用するために、以下の3つの開発を行った。
    1.軟X線発光分光器の高エネルギー分解能化及び高検出効率化
    従来測定対象としては十分な信号強度の期待できなかった単層表面吸着試料に対し、分解能1000(E/ΔE)を維持したまま30分程度で測定が行えるようになった。
    2.超高真空中で溶液試料を保持するためのSi_3N_4膜付溶液セルの開発・改良
    膜厚200nmのSi_3N_4薄膜のついたSiプレート2枚の間に約2μlの溶液試料を挟み込み、真空用シール剤でシールする方法で1x10^<-10>Torrの超高真空中に溶液試料を維持することに成功し、最も安定で高濃度の試料が得られるミオグロビンについてFe2p内殻励起の吸収・発光スペクトルを取得することができた。
    3.照射ダメージを避けるための試料位置制御システムの開発
    軟X線の影響を最小限に防ぐため、可視光を一切照射をせずに試料を超高真空中に導入し、液体窒素冷却下において、10μm以内の精度で試料位置を制御する機構の開発を行ったが、試料位置の制御に必要な開口面積と耐真空のために制限される開口面積が両立せず、試料位置スキャンするという手法は断念した。そこで、超高真空環境下という制約を外した高エネルギー光電子分光装置による表面鈍感な分光装置の立ち上げを行った。

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  • 高等植物における亜硝酸トランスポーターの発現量と無機窒素同化効率との関連

    2001年 - 2002年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    杉浦 美羽

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    配分額:2100000円 ( 直接経費:2100000円 )

    硝酸の還元同化過程において、亜硝酸の葉緑体への移行が遅いと硝酸の利用効率が落ち、また、組織中に蓄積した亜硝酸が植物に障害を引き起こして栽培を難しくする。本研究では、亜硝酸同化効率の低い栽培品種に他の植物由来の亜硝酸トランスポーターを形質導入して硝酸同化効率を改良すること、一方で同化効率の違いがトランスポーター分子の転写量の差に起因するものかを明らかにすることを目的として研究を行った。
    まず、キュウリの亜硝酸トランスポーターcDNAを亜硝酸同化効率の低い栽培品種であるニホンバレに導入して、形質転換イネを作出した。それらを解析した結果、野生型およびコントロールの遺伝子組み換えイネに比べて硝酸同化能が高められていた。
    また、タバコの亜硝酸トランスポーターcDNAをタバコゲノムからクローニングし、アンチセンスmRNAを発現させるように、タバコ植物を形質転換した。作出した形質転換タバコは、硝酸を窒素源とした培地で生育させると、それらの生育は大きく抑制され、葉はクロロシスを示した。アンモニアを窒素源とすると野生型と成長に違いは認められず、硝酸同化経路がアンチセンスmRNAの発現により阻害されることを明らかにした。
    一方、ニホンバレよりクローニングした亜硝酸トランスポーター・ゲノムの部分塩基配列を参考にして、ニホンバレ、および、コシヒカリから亜硝酸トランスポーターcDNAを3'RACEと5'RACEによりクローニングを行った。期間内に全長の塩基配列の決定には至らなかったが、引き続き行う予定である。

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  • 植物根を利用した回収の容易な組み換え体タンパク質の多量安定発現系の開発

    2001年 - 2002年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  萌芽研究

    高橋 正昭, 杉浦 美羽

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    配分額:2100000円 ( 直接経費:2100000円 )

    植物をタンパク質の合成工場として、外来タンパク質を根で合成させ、根の外部に分泌させたタンパク質を水耕液から回収するというアイデアで、大量発現系を構築することを目的とした。これらのシステムのテスト用として、根の表面に分泌されると推定したトマトLeGlp1のターゲットシグナルと、緑色蛍光タンパク質(GFP)およびβ-グルクロニダーゼ(GUS)融合タンパク質を根で発現するように、相当するタンパク質をコードする遺伝子をタバコに導入し形質転換した。得られた閣下は以下のようである。
    (1)上記の融合タンパク質が形質転換タバコの根で発現することを蛍光、および、酵素活性により確認した。
    (2)形質転換タバコの種子を無菌的に寒天培地上で発芽させ、伸長した根周辺の寒天のレポータータンパク質の存在を検討し、根先端部においてレポータータンパク質の婚外への分泌を認めた。
    (3)寒天上で生育しある程度大きくなった形質転換タバコを水耕に移し、水耕液を一定期間おきに回収して、その中のGFPおよびGUS活性を測定した。その結果、根から水耕液に分泌されるタンパク質量は、根での合成量に比較してそれほど高率ではないことが判明した。
    (4)根の構造を弱くする種々の処理を行い、GFPおよびGUSの根から水耕液への分泌に対する効果を検討したが、顕著に分泌量を増すような影響を与える処理を見つけることが出来なかった。

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  • 植物根の必須元素吸収における金属結合性germin様タンパク質の機能の解明

    2000年 - 2002年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    高橋 正昭, 杉浦 美羽

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    配分額:9600000円 ( 直接経費:9600000円 )

    トマトの根の金属結合性タンパク質、LeGlp1の機能についての本研究の成果は、
    1.大腸菌で発現させたリコンビナントLeGlp1を抗原としてLeGlp1に特異的な抗体を作製し、LeGlp1の検出を可能にした。
    2.LeGlp1はサブユニット、6量体ともに金属結合性を持つことを示した。
    3.LeGlp1遺伝子を導入した形質転換タバコの葉においてLeGlp1タンパク質はnativeと同じ多量体構造を構成すること、および、弱いシュウ酸酸化酵素活性を示すことを明らかにした。
    4.LeGlp1のターゲット配列をN-末端に融合させたGUS、または、GFPを発現する形質転換タバコの根でレポーターの局在を調べ、LeGlp1のターゲット配列はアポプラストヘの分泌シグナルではなく、根の内皮細胞、または、皮層細胞の形質膜に局在させるシグナルとして働くことを明らかにした。
    5.本研究で新たに同定したLeGlp1のN-末端にある金属結合部位にある配位子ドナーとなるシステインをセリンに置換したLeGlp1遺伝子でタバコを形質転換し、発現したLeGlp1変異体の性質を決定した。Cys→Ser変異によりLeGlp1サブユニットの会合が起こらなくなった。
    6.LeGlp1を発現する形質転換タバコ葉のタンパク質画分は大腸菌の生育を抑制する。この増殖阻害は金属結合部位のCys→Ser変異体を発現するタバコ葉の抽出液では弱くなる。この増殖阻害はLeGlp1が大腸菌細胞膜に金属チャンネルを作り金属イオンのホメオスタシスを乱した結果である。
    以上より、LeGlp1は根の通導組織の外側にある内皮細胞、または、皮層細胞の細胞膜に局在し、土壌中からアポプラストを経由して金属イオンを通導組織に導く通路において、金属イオンチャンネルとして機能していることを明らかにした。

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  • 好熱性シアノバクテリアの遺伝子操作技術の確立と光合成生産への応用

    1999年 - 2001年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    池内 昌彦, 杉浦 美羽, 平野 昌彦, 沈 建仁, 井上 頼直

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    配分額:14200000円 ( 直接経費:14200000円 )

    好熱性シアノバクテリアThermosynechococcus elogatus strain BP-1のクローン株を確立し、かずさDNA研究所の田畑らとの共同で、その全ゲノム情報を決定した。その遺伝子解析から、多数の有用遺伝子を見いだした。
    新規フラビンタンパク質の遺伝子をクローニングし、大腸菌で発現・精製し、その耐熱性を確認し、構造解析の端緒を付けた。フィコシアニンタンパク質を結晶化し、2.0Åの解像度のX線回折データを得た。
    光化学系IIの遺伝子(psbl, psbT, psbK)の破壊株を作成し、それぞれの遺伝子産物を含まない光化学系II複合体を単離解析した。これによって、psblとpsbT遺伝子産物は、光化学系II複合体の二量体化に必須であることを示した。
    光化学系II表在性タンパク質の部位特異変異体を多数作成し、大腸菌で発現させ、その機能部位を特定した。
    好熱性シアノバクテリアの野生株を用いて、単離した光化学系II複合体を結晶化し、その3次元構造を3.7Åの解像度で明らかにした。

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担当授業科目(学内)

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その他教育活動及び特記事項

  • 2019年4月 -2020年3月
    令和元年度 理学部ベストレクチャー賞の受賞