2017 Fiscal Year Annual Research Report
振電バンド観測による光合成タンパク質の１分子振動分光
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15F15032
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
柴田 穣 東北大学, 理学研究科, 准教授 (20300832)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
JANA SANKAR 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2015-10-09 – 2018-03-31
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| Keywords | 励起スペクトル / 単一分子分光 / クラミドモナス / 光合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
励起スペクトル測定を高速に行うことを可能とする新たな光学配置による共焦点顕微鏡の開発を引き続き行った。開発された顕微鏡を用いて、スペクトル既知の色素ナイルブルーの溶液について測定を行い、装置の感度補正などを行った。続いて、単細胞緑藻の一種でモデル生物としてよく用いられるクラミドモナスの細胞について室温において測定を行い、測定原理を実証するデータを取得することに成功した。この成果につき、現在、論文を執筆中である。
また、酸素発生型の光合成生物に二つある光化学系のうちの1つ、光化学系Ｉ（ＰＳＩ）の単一分子分光の研究では、単一ＰＳＩ三量体からの蛍光強度が明滅を繰り返すブリンキングについて詳細な解析を行った。その結果、蛍光強度の揺らぎの幅は、ＰＳＩの第二電子受容体であるフィロキノンの酸化還元状態に依存することが明らかとなった。この結果を説明するモデルとして、タンパク質のアミノ酸残基のコンフォメーション揺らぎによってある特定のクロロフィル分子の励起状態が揺らぎ、それによって励起エネルギーの流れが整流される、というモデルを提案した（論文投稿中）。さらに、励起スペクトル測定を可能とする励起レーザーの波長掃引システムを構築し、単一ＰＳＩ三量体の励起スペクトル測定を行った。一つ一つのＰＳＩ三量体で、蛍光ピーク波長は少しずつ異なる（不均一分布）が、短波長に蛍光を発する三量体ほど励起スペクトルは長波長側に強度が強い傾向を示すことが分かった。この結果から、ＰＳＩに結合する約１００個のアンテナクロロフィルは吸収ピーク波長の異なる二つのグループに分割され、長波長側に吸収ピークを持つグループが蛍光を出すクロロフィルに直接励起エネルギーを渡す役割をするのに対し、短波長側に吸収ピークを持つグループは蛍光を出すクロロフィルから離れて存在することが示唆された。
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(22 results)
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[Presentation] タンパク質中金ナノクラスターの生成過程および発光特性2017
Author(s)
出澤 拓磨, Hamza Al-kindi, Izabela Rzeznicka, 福村 裕史, 柴田 穣
Organizer
Advanced Light Measurements and Life Sciences Seeking Bio. Phys. Chem. about the Triple Point, 最先端光計測とライフサイエンスの近未来 －Bio. Phys. Chem.三重点の探索－
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