2013 Fiscal Year Annual Research Report
可視二次元分光技術の確立と光合成励起エネルギーフローの人為操作
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22340085
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
杉崎 満 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (20360042)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋本 秀樹 大阪市立大学, 複合先端研究機構, 教授 (50222211)
藤井 律子 大阪市立大学, 複合先端研究機構, 准教授 (80351740)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 超高速分光 / コヒーレンス / ラマン分光 / 光合成 / カロテノイド / クロロフィル / 色素タンパク複合体 / エネルギー移動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の目的を達成するためには，光合成細菌におけるカロテノイドからバクテリオクロロフィルへのエネルギー伝達過程や，個々の光合成色素の光学素過程を調べることが必要である．昨年度までの研究において，二次元分光法で測定したデータを比較するうえで，高精度ラマン散乱法を用いたデータの取得が必要であることがわかってきた．そのため本年度は，代表的な紅色光合成細菌であるRba. sphaeroidesが保持する代表的なカロテノイドであるスフェロイデンにおけるラマン散乱測定を，様々な溶媒を用いて行うとともに，そのデータの詳細な解析，並びに理論との比較を行った．これまで，カロテノイドの励起エネルギーや励起電子の緩和においては，カロテノイド分子を取り囲む溶媒やたんぱく質によって決まる分極率が，主たる寄与をすると考えられてきた．しかし，熱的な寄与を考慮した場合には，周辺分子が作る分極率だけでは説明ができないことが分かった．このような困難を克服するための試みとして，Bergらが提唱したモデルを用いて数値計算を行った．その結果，カロテノイドのC-CおよびC=C伸縮振動に起因するラマン線の線幅が，4桁以上の非常に広い範囲において，溶媒の粘性を関数としてよく説明することができることが分かった．このような結果は，光合成色素における振動緩和を人為的にコントロールするための一手段として，その分子を取り囲む環境の粘性を調整するという方法をとることが考えられることを意味している．もちろん，ここで得られた実験結果と計算結果に見られた一致は，光合成過程を理解するための一つの可能性であるに過ぎない．今後，本年度得られた実験結果を他のモデルを用いて理解可能であるかについても，検証していく予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
昨年度までの研究において，これまで当該分野においてあまり着目されてこなかった新たなパラメータが存在することがわかってきた．そのため，装置の改良とそれを用いたデータの取得が必要となったため．
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| Strategy for Future Research Activity |
上述したように，昨年までに分かってきた新たな測定パラメータである粘性が与えるコヒーレントな分子振動に関する知見については，ある程度のデータを蓄積することができた．今後は，これらの情報を外部発表することを第一目標に設定する．また，粘性が与える影響を時間領域で検討する．
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