2018 Fiscal Year Research-status Report
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17K05757
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
東 雅大 京都大学, 工学研究科, 准教授 (20611479)
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2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 光捕集複合体 / 励起エネルギー移動 / 理論解析 / FMOタンパク / 分子シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、光捕集アンテナFMOタンパクの吸収スペクトルおよび励起エネルギー移動ダイナミクスの解析を行った。
まず、これまで開発してきた色素の励起エネルギーや色素間の励起子相互作用の大きさや揺らぎを効率的に解析可能な手法を用いて、FMOタンパク中の色素全てを量子化学的に取り扱った分子動力学シミュレーションを行った。低温(77K)と常温(300K)の分子動力学シミュレーションから得られた吸収スペクトルは、実験とよく一致した。この結果は、計算で得られた色素の励起エネルギーや色素間の励起子相互作用の大きさや揺らぎが適切に記述できていることを意味している。
また、階層方程式を用いて、励起エネルギー移動ダイナミクスの解析を行った。色素の揺らぎを一定にした場合と、色素ごとに分子動力学シミュレーションで得られた揺らぎを用いた場合では、後者の方がエネルギー移動が加速されることが明らかになった。タンパク質がそれぞれの色素の揺らぎを制御することで、効率的に光エネルギーを伝達していると考えられる。さらに、色素の揺らぎをパラメータとして変化させて励起エネルギー移動ダイナミクスの計算を行ったところ、低温ではよりエネルギー移動が高速になるパラメータが存在したが、常温ではシミュレーションで得られた揺らぎがほぼ最適であった。この結果は、温度によって最適値が異なり、タンパク質は生存する常温付近で揺らぎをより最適化していると考えられる。
現在、これらの研究成果を論文に投稿する準備を行っているところである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、光捕集アンテナの吸収スペクトルおよび励起エネルギー移動ダイナミクスの解析を行った。論文に投稿する準備も進めており、研究は概ね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、より詳細にFMOタンパクの励起エネルギー移動解析を進め、さらにLH2アンテナ等の他の光捕集複合体やPSII等の反応中心の解析も進める予定である。
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| Causes of Carryover |
当初の予定では、計算機を購入予定だったが、目的のものを購入するには金額が不足した。そのため、次年度に残額を合算し、より円滑に研究を進める予定である。
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