2016 Fiscal Year Annual Research Report
Artificial photosynthetic systems with light-harvesting ability
| Project Area | Chemical conversion of solar energy by artificial photosynthesis: a breakthrough by fusion of related fields toward realization of practical processes |
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| Project/Area Number |
24107002
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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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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
稲垣 伸二 株式会社豊田中央研究所, 稲垣特別研究室, 室長・シニアフェロー (30374086)
橋本 秀樹 関西学院大学, 理工学部, 教授 (50222211)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 生物物理 / 超分子化学 / ナノ材料 / 光物性 / バイオテクノロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．紅色細菌系：非酸素発生型紅色光合成細菌由来の膜貫通型光収穫タンパク質ＬＨ１に、酸素発生型光合成生物の珪藻が有するカロテノイド（フィコキサンチン）を導入することに成功した。このような再構成ＬＨ系で、効率の良い励起エネルギー移動を高分解能原子間力顕微鏡とフェムト秒時間分解共鳴誘導ラマン分光法を利用して確認した。
２．緑色細菌系：緑色硫黄細菌における主たるペリフェラルアンテナ部であるクロロゾームでは、バクテリオクロロフィルｃの自己会合体が光吸収を担っている。このクロロゾームでは５００－７００ｎｍにおける光を吸収しづらいという欠点を有しているが、これはクロロフィルａによる光合成アンテナ系が緑色の光を吸収しにくいという点（グリーンギャップ）に対応している。そこで、緑色光を効率的に吸収・伝達するクロロフィルｃ誘導体の自己会合体を新たに合成し、駆動波長域の広い人工光合成アンテナ系を構築することに成功した。
３．メソポーラス有機シリカ系：これまでに開発していたビピリジン配位子を骨格に導入したメソポーラスシリカを利用して、その大きな細孔の表面上に、水の酸化型と二酸化炭素の還元型の金属錯体の導入に成功した。
４．クロロフィル類と電子受容体の連結体調製とその光機能創製：可視－近赤外光を吸収できるクロロフィルを光増感剤にし、それに電子受容体であるビオローゲンを連結させた分子を合成し、その光誘起電子移動系を構築した。この系を用いて、ＮＡＤＨを電子供与体・Ｐｔコロイドを触媒にして、水の光分解に成功し、赤色光照射による水素発生を確認した。
５．クロロフィル集積体とメソポーラスシリカの複合体調製：疎水性メソポーラスシリカの細孔の表面付近にクロロフィル自己集積体（クロロゾームモデル）の導入に成功した。細孔サイズに応じて、超分子キャップが出来ることを確認した。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Challenges facing an understanding of the nature of low-energy excited states in photosynthesis2016
Author(s)
J.R. Reimers, M. Biczysko, D. Bruce, D.F. Coker, T.J. Frankcombe, H. Hashimoto, J. Hauer, R. Jankowiak, T. Kramer, J. Linnanto, F. Mamedov, F. Muh, M. Ratsep, T. Renger, S. Styring, J. Wan, Z. Wang, Z.Y. Wang-Otomo, Y.X. Weng, C. Yang, J.P. Zhang, A. Freiberg, E. Krausz
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Journal Title
Biochim. Biophys. Acta
Volume: 1857
Pages: 1627-1640
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] 光捕集の最先端2017
Author(s)
民秋 均
Organizer
日本化学会第97春季年会
Place of Presentation
慶應大学(神奈川県・横浜市)
Year and Date
2017-03-16
Invited
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