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タイトルTwo-Dimensional Electronic Spectroscopy of a Minimal Photosystem I Complex Reveals the Rate of Primary Charge Separation.
ジャーナル・号・ページJ Am Chem Soc, Vol. 143, Issue 36, Page 14601-14612, Year 2021
掲載日2021年9月15日
著者Parveen Akhtar / Ido Caspy / Paweł J Nowakowski / Tirupathi Malavath / Nathan Nelson / Howe-Siang Tan / Petar H Lambrev /
PubMed 要旨Photosystem I (PSI), found in all oxygenic photosynthetic organisms, uses solar energy to drive electron transport with nearly 100% quantum efficiency, thanks to fast energy transfer among antenna ...Photosystem I (PSI), found in all oxygenic photosynthetic organisms, uses solar energy to drive electron transport with nearly 100% quantum efficiency, thanks to fast energy transfer among antenna chlorophylls and charge separation in the reaction center. There is no complete consensus regarding the kinetics of the elementary steps involved in the overall trapping, especially the rate of primary charge separation. In this work, we employed two-dimensional coherent electronic spectroscopy to follow the dynamics of energy and electron transfer in a monomeric PSI complex from PCC 6803, containing only subunits A-E, K, and M, at 77 K. We also determined the structure of the complex to 4.3 Å resolution by cryoelectron microscopy with refinements to 2.5 Å. We applied structure-based modeling using a combined Redfield-Förster theory to compute the excitation dynamics. The absorptive 2D electronic spectra revealed fast excitonic/vibronic relaxation on time scales of 50-100 fs from the high-energy side of the absorption spectrum. Antenna excitations were funneled within 1 ps to a small pool of chlorophylls absorbing around 687 nm, thereafter decaying with 4-20 ps lifetimes, independently of excitation wavelength. Redfield-Förster energy transfer computations showed that the kinetics is limited by transfer from these red-shifted pigments. The rate of primary charge separation, upon direct excitation of the reaction center, was determined to be 1.2-1.5 ps. This result implies activationless electron transfer in PSI.
リンクJ Am Chem Soc / PubMed:34472838
手法EM (単粒子)
解像度4.31 Å
構造データ

12697

7o1v

EMDB-12697, PDB-7o1v:
Structure of a Minimal Photosystem I
手法: EM (単粒子) / 解像度: 4.31 Å

化合物

ChemComp-CLA:
CHLOROPHYLL A

ChemComp-PQN:
PHYLLOQUINONE / フィロキノン

ChemComp-BCR:
BETA-CAROTENE / β-カロチン

ChemComp-LHG:
1,2-DIPALMITOYL-PHOSPHATIDYL-GLYCEROLE / ジパルミトイルホスファチジルグリセロ-ル / リン脂質*YM

ChemComp-LMG:
1,2-DISTEAROYL-MONOGALACTOSYL-DIGLYCERIDE

ChemComp-SF4:
IRON/SULFUR CLUSTER

ChemComp-ECH:
beta,beta-caroten-4-one / (9′Z)-β-エキネノン

ChemComp-SQD:
1,2-DI-O-ACYL-3-O-[6-DEOXY-6-SULFO-ALPHA-D-GLUCOPYRANOSYL]-SN-GLYCEROL / (2S)-1-O,2-O-ジパルミトイル-3-O-(6-スルホ-6-デオキシ-α-D-グルコピラノシル)グリセロ-ル

由来
  • synechocystis sp. (strain pcc 6803 / kazusa) (バクテリア)
キーワードPHOTOSYNTHESIS / Photosystem I / excitation energy transfer / cyanobacteria / minimal structure

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万見文献について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbjlvh1.pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 万見 (Yorodumi) / EMN文献 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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