2019 Fiscal Year Annual Research Report
Substitution of the energy-accepting membranous protein with amphiphilic synthetic pigments in photosynthetic supramolecular complexes
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17K05940
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
佐賀 佳央 近畿大学, 理工学部, 教授 (60411576)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 光合成 / クロロゾーム / クロロフィル / バクテリオクロロフィル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
自然界の優れた太陽光エネルギー変換システムである光合成の初期段階では、効率よい光エネルギー捕集と励起エネルギー移動の伝達が起こっており、これらは光合成反応の効率化にとって重要である。このような高効率の光エネルギー捕集機能が達成されている要因のひとつは、光合成システムでの色素集積超分子複合体の間の緻密な連携であることから、異種の光合成色素超分子複合体の間での励起エネルギー移動機構の理解は、天然光合成のメカニズムを理解し人工的に応用展開するうえで重要と考えられる。そこで本研究では、緑色光合成細菌の光捕集超分子システムであるクロロゾームを主なターゲットとし、クロロゾーム内部のバクテリオクロロフィル色素自己会合体からクロロゾーム表面の色素結合膜タンパク質への励起エネルギー移動に関する研究を推進した。このクロロゾームに関する研究を進めるうえでの問題点のひとつに、クロロゾーム表面の色素結合膜タンパク質の改変が難しいことが挙げられる。そこで、クロロゾーム表面のエネルギー受容型色素結合膜タンパク質を両親媒性の合成色素に置換する方法論を開発し、誘起される機能を解析した。緑色硫黄光合成細菌から単離精製したクロロゾームから膜面に存在する色素結合膜タンパク質をアルカリ条件で処理することによって選択的に除去した。これらの改変クロロゾームに、両親媒性化したクロロフィル誘導体やバクテリオクロロフィル誘導体を複合化し、光機能の解析を行った。クロロフィル誘導体やバクテリオクロロフィル誘導体の合成では、導入する親水性鎖の改変による両親媒性の調節に加えて、中心金属や側鎖の置換による誘導体の機能制御を推進した。あわせて、最終年度である今年度はこれまでに引き続いて、得られた成果を取りまとめて発表を行った。
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