Investigating the Structure-Function Relationship of Photosystem I Associated with Red Chlorophyll

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K06101
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43040:Biophysics-related
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: Tomo Tatsuya 東京理科大学, 教養教育研究院神楽坂キャンパス教養部, 教授 (60300886)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 光合成 / 光化学系 / シアノバクテリア / クロロフィル / 光捕集 / エネルギー移動

Outline of Final Research Achievements

Photosynthetic photosystem I reactions efficiently convert low-density solar energy into reducing power, and photosynthetic organisms have evolved light-harvesting pigment complexes. Approximately 100 molecules of antenna chlorophyll are bound to photosystem I, of which about 10% are red-chlorophylls with absorption bands on the long wavelength side. In this study, we isolated and purified monomers, dimers, and trimers of photosystem I using the cyanobacterium A. platensis with high purity, and observed changes in the fluorescence band. In addition, we also analyzed photosystem I bound with chlorophyll f. We combined biochemical and spectroscopic methods to elucidate the structure-function of these red-chlorophylls.

Free Research Field

光合成科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、光合成光化学系Iに結合するred-クロロフィルとクロロフィルfの構造と機能を明らかにし、エネルギー移動メカニズムの理解を深めました。これにより、光合成の効率化や進化の過程に関する新たな知見が得られました。

本研究の成果は、光合成のエネルギー移動の理解に貢献するとともに、持続可能なエネルギー生産の基盤知識となります。。光合成の効率化に関する知見は、人工光合成システムの開発に役立ち、クリーンエネルギーの生産を促進します。また、農業やバイオテクノロジー分野での新技術の開発にも寄与します。