2018 Fiscal Year Annual Research Report
Efficient sun-light harvesting, collecting and utilizing systems constructed by assembly of pigment-containing proteins
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16H06045
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
大洞 光司 大阪大学, 工学研究科, 助教 (10631202)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ヘムタンパク質 / 超分子集合体 / エネルギー移動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、高効率光エネルギー変換系を指向し、ヘムタンパク質環状多量体を鋳型とする光捕集系の高次集積 化とその利用を目的としている。 具体的には色素間での高効率なエネルギー移動を示す人工光捕集系を、化学的な手法で集積化し、さらにエネルギー利用中心を設けることで、光子密度の低い太陽光を「捕集」「集約」「利用 」する人工光合成系の構築を試みる。これは天然の光合成系の良いモデルでもあり、化学的あるいは電気的な光 エネルギーの抽出を試み、持続可能社会に向けた高効率光エネルギー利用をめざす。本年度は特に「集約」と「利用」に注目して研究を実施した。エネルギー密度の低い太陽光の利用を指向し、励起エネルギーを効率良く多電子酸化還元反応に用いるためには 、励起エネルギーの反応中心への「集約」が必要となる。この集約のための鋳型となるタンパク質マトリクスの巨大集合体として、昨年度調製したヘムタンパク質6量体HTHPのミセル状集合体を用いた。この系では、実測した大きさから約600個ほどの色素が集約可能であり、光増感色素として亜鉛ポルフィリンおよび亜鉛クロリンを含む光捕集系をそれぞれ調製した。電子アクセターであるメチルビオロゲンを用いた蛍光消光実験および時間分解偏光蛍光解消実験より、天然光捕集系でも見られる高速のエネルギーマイグレーションが本系でも起こっていることが示唆され、光捕集系として機能することが明らかになった。対照実験から、亜鉛クロリンを用いた系では効率的に起こり、平均して10の色素から1つの色素にエネルギーが集約していることが明らかになった。次に触媒活性中心を用いた「利用」を試みた。予備的ではあるが、NiやCo錯体を用いて酸化還元反応が進行する結果を得た。得られた成果は、国内外の学会および学術誌において発表した。
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| Research Progress Status |
平成30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 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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