Artificial organelle of photo-energy conversion driven by photosynthetic membrane proteins hybridized with photocatalytic semiconductors

Publicly Offered Research

Project Area	Bottom-up creation of cell-free molecular systems: surpassing nature
Project/Area Number	24H01128
Research Category	Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Transformative Research Areas, Section (II)
Research Institution	Nagoya Institute of Technology
Principal Investigator	出羽毅久名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70335082)
Project Period (FY)	2024-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help	¥9,620,000 (Direct Cost: ¥7,400,000、Indirect Cost: ¥2,220,000) Fiscal Year 2025: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000) Fiscal Year 2024: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Keywords	半人工光合成 / 光収穫系 / 光触媒反応 / 水の酸化分解 / 光合成細菌 / 光合成 / 光エネルギー変換
Outline of Research at the Start	光合成は太陽光エネルギーを化学エネルギーに変換する極めて効率の良いシステムであり、複数の膜タンパク質が光合成膜中で集合体構造を形成している。クリーンで高効率な光エネルギー変換系のボトムアップ構築のためには水を電子供給源とする事が必要不可欠である。本研究では、水の光酸化分解を行う半導体光触媒と安定なRCおよびLHを複合化したバイオハイブリッド型光エネルギー変換人工オルガネラを構築し駆動させる。RCの光触媒反応により生じる還元型ユビキノンを駆動力とし、ヒドロゲナーゼによる水素発生を行う。本研究により、天然の光合成膜では不可能な高効率な水素発生人工オルガネラを構築する。