分子膜界面を利用した光合成集光アンテナモデル系の創製

Research Project

Project/Area Number	14780465
Research Category	Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Bioorganic chemistry
Research Institution	Ryukoku University
Principal Investigator	宮武智弘龍谷大学, 理工学部, 助手 (10330028)
Project Period (FY)	2002 – 2003
Project Status	Completed (Fiscal Year 2003)
Budget Amount *help	¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000) Fiscal Year 2003: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000) Fiscal Year 2002: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
Keywords	光合成 / クロロフィル / 集光アンテナ / 自己組織化 / 超分子 / 両親媒性分子 / エネルギー移動 / 光化学 / 生体模倣
Research Abstract	緑色光合成細菌にみられるクロロフィル分子の集積体からなる集光アンテナ部(クロロゾーム)を模倣するために、クロロフィルのモデル分子を水中で自己組織化させたクロロゾームモデルを構築することを目的とした。モデル分子となる亜鉛クロリンを界面活性剤の分子膜内でクロロゾーム様に自己集積化させ、そこに親水性の置換基を有するエネルギーアクセプター分子を加えて、これを分子膜中の適当な位置に固定することで、亜鉛クロリン集積体で吸収したエネルギーを決まった方向へ伝達できる集光システムの構築を目指した。生体のクロロゾーム系と同様にエネルギーのアクセプター分子としてバクテリオクロリン類を用い、その側鎖に親水性の置換基としてオリゴオキシエチレン鎖を導入した分子を合成した。この両親媒性アクセプター分子を、界面活性剤を含む水中で亜鉛クロリンの集積体と一緒に組織化したところ、亜鉛クロリン集積体からの蛍光はアクセプターの添加により消光せず、エネルギー移動は確認できなかった。これは、親水性基を持ったアクセプター分子が分子膜界面に位置し、疎水性基からなる亜鉛クロリン分子と離れてしまったためと考えられる。そこで、亜鉛クロリン分子とバクテリオクロリン分子とをアルキル鎖でつなぎ、かつバクテリオクロリン部に親水性のオリゴオキシエチレン鎖を導入したアクセプター分子を新規に合成した。このアクセプター分子を用いて同様にクロロゾームモデルを調製すると、亜鉛クロリン集積体からの蛍光はアクセプター分子の添加により消光し、エネルギー移動が確認された。