2019 Fiscal Year Annual Research Report
Preparation of light-collecting antenna vesicles using phase separation of lipid membrane for the realization of artificial photosynthesis
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17K06937
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| Research Institution | Nara National College of Technology |
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Principal Investigator |
中村 秀美 奈良工業高等専門学校, 物質化学工学科, 教授 (70198232)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 啓太 奈良工業高等専門学校, 物質化学工学科, 講師 (10710783)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | プロセス・化学工学 / マイクロ・バイオプロセス / 人工光合成 / 脂質膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
人工光捕集アンテナを構築するには多くの光捕集系分子を高密度に凝集することが必要である。リポソームは相分離，形，膜流動性など，条件によって異なる膜特性を有することが知られており，それらの膜特性を制御することで光捕集系分子の集積効率を上げることが可能である。今までの研究結果において，不飽和脂肪酸から成るリン脂質が最も効率的にChlorophyll a (Chl a)を凝集できることを明らかにした。一方で，光照射により励起した光捕集系分子と酸素が反応して生成される一重項酸素は，不飽和脂質を酸化しリポソーム膜を破壊することが知られており，その結果，光捕集系分子が分散してエネルギー伝達効率が低下してしまう可能性がある。そこで本研究では，不飽和脂質を用いた人工光捕集アンテナを開発するために，光捕集系分子の脂質過酸化の程度について検討を行った。Chl aと，Chl aに類似したクロリン骨格を有するCu-Chlorophyllin (Cu-Chln)を用いて，それぞれのリポソーム膜内での配向位置を明らかにし，光照射時の脂質過酸化を定量的に評価した。その結果，Chl aは親水的，Cu-Chlnは疎水的な配向位置に存在することが明らかになった。また，それぞれの光捕集系分子について脂質過酸化速度を評価したところ，その速度定数は同一となった。これらの結果から，光捕集系分子の膜内の配向位置が変動することは脂質過酸化速度に影響を及ぼさないことがわかった。したがって，人工光捕集アンテナの脂質過酸化においては，異なる中心金属の比較やポルフィリン骨格とクロリン骨格の比較など，リポソーム膜内での配向位置以外の観点から適切な光捕集系分子を選択する必要があることが明らかになった。
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Research Products
(1 results)
