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-基本情報
登録情報 | データベース: PDB / ID: 7o1v | ||||||
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タイトル | Structure of a Minimal Photosystem I | ||||||
要素 |
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キーワード | PHOTOSYNTHESIS / Photosystem I / excitation energy transfer / cyanobacteria / minimal structure | ||||||
機能・相同性 | 機能・相同性情報 plasma membrane-derived photosystem I / photosystem I reaction center / photosystem I / photosystem I / plasma membrane-derived thylakoid membrane / chlorophyll binding / photosynthetic electron transport in photosystem I / photosynthesis / 4 iron, 4 sulfur cluster binding / oxidoreductase activity ...plasma membrane-derived photosystem I / photosystem I reaction center / photosystem I / photosystem I / plasma membrane-derived thylakoid membrane / chlorophyll binding / photosynthetic electron transport in photosystem I / photosynthesis / 4 iron, 4 sulfur cluster binding / oxidoreductase activity / electron transfer activity / magnesium ion binding / metal ion binding 類似検索 - 分子機能 | ||||||
生物種 | Synechocystis sp. (バクテリア) | ||||||
手法 | 電子顕微鏡法 / 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 4.31 Å | ||||||
データ登録者 | Nelson, N. / Caspy, I. / Lambrev, P. | ||||||
資金援助 | イスラエル, 1件
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引用 | ジャーナル: J Am Chem Soc / 年: 2021 タイトル: Two-Dimensional Electronic Spectroscopy of a Minimal Photosystem I Complex Reveals the Rate of Primary Charge Separation. 著者: Parveen Akhtar / Ido Caspy / Paweł J Nowakowski / Tirupathi Malavath / Nathan Nelson / Howe-Siang Tan / Petar H Lambrev / 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. | ||||||
履歴 |
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-構造の表示
ムービー |
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構造ビューア | 分子: MolmilJmol/JSmol |
-ダウンロードとリンク
-ダウンロード
PDBx/mmCIF形式 | 7o1v.cif.gz | 597.4 KB | 表示 | PDBx/mmCIF形式 |
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PDB形式 | pdb7o1v.ent.gz | 485.6 KB | 表示 | PDB形式 |
PDBx/mmJSON形式 | 7o1v.json.gz | ツリー表示 | PDBx/mmJSON形式 | |
その他 | その他のダウンロード |
-検証レポート
文書・要旨 | 7o1v_validation.pdf.gz | 7.6 MB | 表示 | wwPDB検証レポート |
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文書・詳細版 | 7o1v_full_validation.pdf.gz | 8 MB | 表示 | |
XML形式データ | 7o1v_validation.xml.gz | 124.8 KB | 表示 | |
CIF形式データ | 7o1v_validation.cif.gz | 158.1 KB | 表示 | |
アーカイブディレクトリ | https://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/o1/7o1v ftp://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/o1/7o1v | HTTPS FTP |
-関連構造データ
-リンク
-集合体
登録構造単位 |
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1 |
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-要素
-Photosystem I P700 chlorophyll a apoprotein ... , 2種, 2分子 AB
#1: タンパク質 | 分子量: 81722.875 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 由来: (天然) Synechocystis sp. (strain PCC 6803 / Kazusa) (バクテリア) 株: PCC 6803 / Kazusa / 参照: UniProt: P29254, photosystem I |
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#2: タンパク質 | 分子量: 81167.258 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 由来: (天然) Synechocystis sp. (strain PCC 6803 / Kazusa) (バクテリア) 株: PCC 6803 / Kazusa / 参照: UniProt: P29255, photosystem I |
-タンパク質 , 1種, 1分子 C
#3: タンパク質 | 分子量: 8706.064 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 由来: (天然) Synechocystis sp. (strain PCC 6803 / Kazusa) (バクテリア) 株: PCC 6803 / Kazusa / 参照: UniProt: P32422, photosystem I |
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-Photosystem I reaction center subunit ... , 4種, 4分子 DEKM
#4: タンパク質 | 分子量: 15663.749 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 由来: (天然) Synechocystis sp. (strain PCC 6803 / Kazusa) (バクテリア) 株: PCC 6803 / Kazusa / 参照: UniProt: P19569 |
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#5: タンパク質 | 分子量: 7680.478 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 由来: (天然) Synechocystis sp. (strain PCC 6803 / Kazusa) (バクテリア) 株: PCC 6803 / Kazusa / 参照: UniProt: P12975 |
#6: タンパク質 | 分子量: 8237.783 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 由来: (天然) Synechocystis sp. (strain PCC 6803 / Kazusa) (バクテリア) 株: PCC 6803 / Kazusa / 参照: UniProt: P74564 |
#7: タンパク質・ペプチド | 分子量: 3382.063 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 由来: (天然) Synechocystis sp. (strain PCC 6803 / Kazusa) (バクテリア) 株: PCC 6803 / Kazusa / 参照: UniProt: P72986 |
-非ポリマー , 8種, 120分子
#8: 化合物 | ChemComp-CLA / #9: 化合物 | #10: 化合物 | ChemComp-BCR / #11: 化合物 | ChemComp-LHG / #12: 化合物 | ChemComp-LMG / #13: 化合物 | #14: 化合物 | #15: 化合物 | ChemComp-SQD / | |
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-詳細
研究の焦点であるリガンドがあるか | N |
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-実験情報
-実験
実験 | 手法: 電子顕微鏡法 |
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EM実験 | 試料の集合状態: PARTICLE / 3次元再構成法: 単粒子再構成法 |
-試料調製
構成要素 | 名称: Minimal Photosystem I / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#7 / 由来: NATURAL |
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分子量 | 実験値: NO |
由来(天然) | 生物種: Synechocystis sp. (strain PCC 6803 / Kazusa) (バクテリア) |
緩衝液 | pH: 6.5 |
試料 | 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES |
急速凍結 | 凍結剤: ETHANE |
-電子顕微鏡撮影
実験機器 | モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company |
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顕微鏡 | モデル: FEI TITAN KRIOS |
電子銃 | 電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: FLOOD BEAM |
電子レンズ | モード: BRIGHT FIELD |
撮影 | 電子線照射量: 43.6 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 実像数: 2493 |
電子光学装置 | 位相板: VOLTA PHASE PLATE |
-解析
ソフトウェア |
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EMソフトウェア | 名称: RELION / カテゴリ: 粒子像選択 | ||||||||||||||||||||||||
CTF補正 | タイプ: NONE | ||||||||||||||||||||||||
粒子像の選択 | 選択した粒子像数: 286538 | ||||||||||||||||||||||||
対称性 | 点対称性: C1 (非対称) | ||||||||||||||||||||||||
3次元再構成 | 解像度: 4.31 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 74303 / 対称性のタイプ: POINT | ||||||||||||||||||||||||
精密化 | 交差検証法: NONE 立体化学のターゲット値: GeoStd + Monomer Library + CDL v1.2 | ||||||||||||||||||||||||
原子変位パラメータ | Biso mean: 85.65 Å2 | ||||||||||||||||||||||||
拘束条件 |
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