2017 Fiscal Year Research-status Report

光電気化学－水晶発振子マイクロバランス同時計測法による光合成タンパク質の機能解析

Research Project

Project/Area Number	15K21077
Research Institution	Nagoya Institute of Technology
Principal Investigator	近藤政晴名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 研究員 (20571219)
Project Period (FY)	2015-04-01 – 2019-03-31
Keywords	生体関連高分子 / 光電気化学 / 水晶発振子マイクロバランス法 / 同時計測
Outline of Annual Research Achievements	生物が行なう光合成反応では、光エネルギーを利用して電子を移動させる(光誘起電流を発生させる)反応中心タンパク質(RC)が、電子受容体・供与体のタンパク質と協同的にはたらくことで、高効率の光誘起電子移動を実現している。本研究では、RCもしくはコアアンテナタンパク質(LH1)とRCの複合体(LH1-RC)を水晶発振子上へ分子配向を制御し、活性を保ったまま固定化し、電気化学計測による光誘起電流とLH1-RCへ電子を供給する分子(電子供与体)や電子を受け取る分子(電子受容体)のLH1-RCへの吸着・脱着による重量変化を水晶発振子マイクロバランス法(QCM)の同時計測により基板上に固定化されたRC、LH1-RCの機能・物性の評価を行なう。この評価で得られた知見から、生体高分子を用いた光水素生産デバイスの構築を目指す。平成29年度では、アミノ基を末端にもつ自己組織化単分子膜で修飾した導電性基板表面にLH1-RCを固定化し、電子供与体にシトクロムc、電子受容体に水溶性のユビキノンを共存させることで光電流値の増大が確認された。また、QCM装置に用いる金センサーチップを用いた実験を進めた。しかしながら、しかしながら、固定化されるLH1-RCのタンパク質が非常に少なく光電流値が小さく、電気化学計測器へのノイズに応答が埋もれてしまっているため、同時計測系での評価が行なえていない。今後は、QCM装置の金センサーチップ上にLH1-RCを固定化する際に多層化することで、高い電流値の得られる系の構築を進めることで、電気化学計測器へノイズよりも高い電流シグナルを発生させる試みを行なう。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 4: Progress in research has been delayed. Reason QCM装置に用いる金基板を用いての実施を進めた。しかしながら、固定化されるLH1-RCのタンパク質が非常に少なく光電流値が小さく、電気化学計測器へのノイズに応答が埋もれてしまっているため、同時計測系での評価が行なえていない。
Strategy for Future Research Activity	QCM装置の金センサーチップ上にLH1-RCを固定化する際に多層化することで、高い電流値の得られる系の構築を進め、電気化学計測器へノイズよりも高い電流シグナルを発生させる試みを行なう。
Causes of Carryover	QCM装置に用いる金センサーチップ上に固定化されるLH1-RCのタンパク質が非常に少なく光電流値が小さく、電気化学計測器へのノイズに応答が埋もれてしまっているため、同時計測系での評価が行なえていない。そのため、QCMの消耗品センサーチップ代が消費されず次年度使用金額になった。平成30年度の実験で使用するQCMの消耗品センサーチップ代にあてる。