講演要旨

光合成で水から酸素を発生させる反応は、光化学系II（PSII）の酸素発生錯合体（OEC）で起こる。OECはMn₄CaO₅(H₂O)₄の化学組成を持ち、太陽光のエネルギーを利用してその酸化状態（KokサイクルのS状態）を変化させる。S状態がS0からS4までの酸化過程では、４個のMn原子の価数と酸化還元電位（酸化力）が上昇する。また、S4からS0までの還元過程では、蓄積した酸化力を一気に開放して、２個の水分子から１個の酸素分子を生成する。すなわちPSIIの水分解・酸素発生の反応機構は、OECの酸化還元電位に基づいて説明されるべきものである。我々は今回、金属原子の価数に敏感なX線異常分散効果に着目して、OECにおけるMn原子の価数分布を決定した。その結果からKokサイクルにおける酸化還元電位の変化を推定し、OECと水の酸化還元反応の全体に対する洞察を得た。