Efficient sun-light harvesting, collecting and utilizing systems constructed by assembly of pigment-containing proteins

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H06045
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Bio-related chemistry
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Oohora Koji 大阪大学, 工学研究科, 助教 (10631202)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: ヘムタンパク質 / 超分子集合体 / 光捕集系 / エネルギー移動 / 人工光合成

Outline of Final Research Achievements

In this research, artificial light harvesting systems have been constructed toward efficient artificial photosynthesis systems. As scaffolds, a series of hemoprotein assemblies have been prepared and characterized. One of the assemblies shows the micelle-like sphere structure and is inverted to artificial light harvesting system by substitution of heme chromophores with photosensitizers. This system demonstrates efficient light harvesting function. The results will contribute to development of protein-based systems for artificial photosynthesis.

Free Research Field

生物無機化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、人工光合成の実現に向けて、光子密度の低い太陽光を利用可能な光捕集系を開発した。タンパク質を用いた人工光捕集系はこれまでにいくつか報告されているが、本系は色素がタンパク質内に精密に固定されていることが特徴である。集合化したタンパク質内に色素を精密に配列し、高い光捕集能を示す系を構築した。さらに、物質変換反応の実現に向けて、コバルトやニッケルの反応中心を新規に開発した。国内外の学会や査読付きの国際学術誌にて本成果を発表し、高く評価されている。今後これらの技術を基盤とした人工光合成系の開発が期待される。