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天然産クロロフィルを利用した機能性超分子構造体の構築

Publicly Offered Research

Project AreaEmergent Chemistry of Nano-scale Molecular System
Project/Area Number 23111719
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

民秋 均  立命館大学, 薬学部, 教授 (00192641)

Project Period (FY) 2011 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2011: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords超分子化学 / 光物性 / 生体材料 / 走査プローブ顕微鏡 / 太陽電池
Research Abstract

光合成は地球最大のエネルギー変換システムであり、光合成初期過程における光エネルギーの捕集・伝達・変換という極めて重要な役割を担っているのは、クロロフィル(Chl)と呼ばれる色素分子である。高等植物などのアンテナ部では、Chl色素分子がタンパク質と特異的に相互作用すること(色素-タンパク複合体を形成すること)で巧妙に配置され、超高速・高効率なエネルギーの伝達を行っている。一方、光強度の極めて低い環境でも生息できる緑色光合成細菌では、クロロゾームという特殊なアンテナ系がその機能を担っている。クロロゾームにはバクテリオクロロフィル(BChl)-c,d,eと呼ばれる分子が含まれており、これらのBCh1分子がタンパク質の補助なしにJ型の自己会合体を形成することで、クロロゾームは光捕集アンテナとして機能している。このJ会合体の超分子ナノ構造は現在でも未確定であるが、ロッド状や(ラメラ)シート状であると想定されている。このような自己会合体を形成しうるモデル分子を天然産のChl-aから調製した。特に下記の点は特筆される
1モデル分子に様々なエステル鎖を導入できた。213^l位のオキソ基の代わりにシアノメチレン基でも構わないことを明らかにした。これらのモデル分子を様々な環境でその巨大J会合体を構築させた。モデル化合物の会合体は、直径2,5もしくは10nmのロッド状(もしくはファイバー状)の超分子ナノ構造を構築しやすいことを、原子間力顕微鏡(AFM)や走査・透過型電子顕微鏡で明らかにした。この超分子構造体のアスペクト比は200以上になり、ゲラニルゲラニル基を導入したものでは、直径5nmで長さが6μmにも及ぶもの(アスペクト比が1200)も見られた。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (54 results)

All 2012 2011

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (44 results) Book (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Self-assembly of zinc bacteriochlorophyll d derivatives possessing a triethoxysilyl group at the 17-propionate residue2012

    • Author(s)
      N. Takahashi, et al.
    • Journal Title

      Bull. Chem. Soc. Jpn

      Volume: 85(印刷中)(印刷中のため未定)

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      Y. Kataoka
    • Journal Title

      Bioorg. Med. Chem. Lett.

      Volume: 22 Issue: 16 Pages: 5218-5221

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2012.06.066

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    • Author(s)
      S. Shoji
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 18 Issue: 42 Pages: 13331-13341

    • DOI

      10.1002/chem.201201935

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    • Author(s)
      M.Numata, et al
    • Journal Title

      Angew.Chem.Int.Ed.

      Volume: 51 Issue: 8 Pages: 1844-1848

    • DOI

      10.1002/anie.201106632

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      A.Jesorka, et al
    • Journal Title

      Photochem.Photobiol.Sci.

      Volume: 11(印刷中) Issue: 6 Pages: 1069-1080

    • DOI

      10.1039/c2pp25016k

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      R.Nishimori, et al
    • Journal Title

      Biochemistry

      Volume: 50 Issue: 36 Pages: 7756-7764

    • DOI

      10.1021/bi200994h

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      つくば国際会議場(茨城県)
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      2011-09-13
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  • [Presentation] Self-aggregation of synthetic chlorophyll derivatives possessing hydroxy and/or a mino groups in the C3-substituent2011

    • Author(s)
      S.Machida, など
    • Organizer
      ISACS6
    • Place of Presentation
      北京(中国)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Book] Handbook of Porphyrin Science, vol.112011

    • Author(s)
      H.Tamiaki, et al
    • Total Pages
      68
    • Publisher
      World Scientific
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Book] Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology, vol.202011

    • Author(s)
      Y.Saga, et al
    • Total Pages
      9
    • Publisher
      American Scientific
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Book] クロロフィル-構造・反応・機能-2011

    • Author(s)
      民秋均, など
    • Total Pages
      94
    • Publisher
      裳華房
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 緑色硫黄細菌変異体およびバクテリオクロロフィル2012

    • Inventor(s)
      原田二朗、野口正人、民秋均
    • Industrial Property Rights Holder
      立命館大学、久留米大学
    • Industrial Property Number
      2012-028919
    • Filing Date
      2012-02-13
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-04-06   Modified: 2019-07-29  

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