2018 Fiscal Year Annual Research Report
光合成における光収穫アンテナの構造と励起エネルギー伝達・移動機構の解明
| Project Area | Creation of novel light energy conversion system through elucidation of the molecular mechanism of photosynthesis and its artificial design in terms of time and space |
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| Project/Area Number |
17H06436
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
民秋 均 立命館大学, 生命科学部, 教授 (00192641)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 生物物理 / 超分子化学 / ナノ材料 / 光物性 / バイオナノテクノロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1)緑色細菌由来のクロロゾームの超分子構造・機能解明：嫌気性緑色光合成細菌の膜外ペリフェラルアンテナ部であるクロロゾームは、構成クロロフィル分子の自己会合によって超分子構造体を形成しているが、結晶構造解析が出来ないために、現在でもその超分子構造は未解明なところが多い。そこで、分子生物学的手法による変異体の作成と構成クロロフィルの(半)合成モデル分子を利用した人工系を構築し、そこから得られる分光学的情報から超分子構造の解明を行った。特に、31位にメトキシ基を有する亜鉛クロロフィル誘導体でも、クロロゾーム型のJ会合体を形成することが判明した。このようなJ会合体を原子間力顕微鏡や極低温透過型電子顕微鏡で観察すると、厚さが10-20 nmで表面が平滑な超分子ナノシートを形成していることが判った。また、このナノシートは1.6 nmのラメラの間隔を有していることも判った。緑色光合成細菌をモデルとしたナノシート状亜鉛クロロフィル自己会合体は、人工光捕集アンテナ系の構築に有用であると期待される。
2)光合成細菌の反応中心の単離・精製： PS２型反応中心を有する紅色光合成細菌を培養し、その反応中心を単離・精製できた。
3)人工光合成アンテナ系の創製：自己集積能を有するクロロフィル誘導体を新たに合成し、そのクロロゾーム型自己会合体を調製することで、光吸収・励起エネルギー伝達型巨大集積体を作り出すことができた。そのような系にエネルギー受容体を連結することで、励起エネルギーを外部に取り出すことが可能な人工光合成アンテナモデルも創製できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた「緑色細菌由来のクロロゾームの超分子構造・機能解明」ならびに「人工光合成アンテナ系の創製」に関する研究は、予定通り進行し、学会発表や論文公表が行えた。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究をさらに進めつつ、「人工光合成系の創製」も行っていく予定である。
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