Elucidation of the mechanisms for light-induced water-splitting and light energy utilization in photosynthesis

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22H04916
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 沈 建仁 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 教授 (60261161)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 庄司 光男 筑波大学, 計算科学研究センター, 教授 (00593550) ; 秋田 総理 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 准教授 (50751418) ; 菅 倫寛 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 教授 (60634920) ; 山口 兆 大阪大学, 産業科学研究所, 招へい教授 (80029537) ; 長尾 遼 静岡大学, 農学部, 准教授 (30633961)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2027-03-31
• Keywords: 光合成 / 光化学系II / 水分解反応 / 酸素発生反応 / エネルギー移動 / 高精度量子化学計算 / Coupled-Cluster (CC)計算 / 時分割構造解析

Outline of Annual Research Achievements

水分解反応の機構解析では、時分割ポンプ－プローブシリアルフェムト秒X線結晶構造解析法を用いた、1または2閃光照射し、それによって誘導される光化学系II(PSII)のS1→S2, S2→S3遷移の中間状態の構造変化について、データを取りまとめ、論文としてNature誌に出版した。また、PSIIのプロトンを可視化するため、クライオ電子顕微鏡でPSIIイメージを約10,000イメージ収集し、単粒子構造解析を行った。その結果、1.45Å分解能の電顕マップが得られ、このマップに基づき原子モデルを構築した結果、PSII単量体当たり21,568個の水素（全原子48,461）を構築することに成功した。そして専用計算機を用いて、Mn4CaO5クラスターの高精度量子化学計算（Coupled Cluster（CC）法）を実行し、282原子(QM)モデルにおいてS1,S2,S3状態における様々な電荷、スピン及びプロトン化状態での相対安定性を評価した。
光エネルギーの高効率利用に関しては、シアノバクテリアであるアナベナからPSIと鉄欠乏によって生じる光捕集タンパク質IsiAとの超複合体PSI-IsiAを精製し、その構造を解明した。PSI単量体あたりIsiAが６分子結合し、すでに報告されていたPSI-IsiAの構造とは全く異なった構造であることが判明した。また、紅藻シアニジウムからPSIと光捕集タンパク質LHCIとの超複合体（PSI-LHCI）を精製し、その立体構造を解明した。これまでPSI-LHCIの構造が解明されている近縁の紅色生物のLHCIの分子系統解析を行い、構造解析の結果と組み合わせることによって、紅藻から珪藻やクリプト藻への新たな進化モデルを提案した。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

光化学系II(PSII)における水分解反応の機構解明では、X線自由電子レーザーを利用したポンプ－プローブ法により、1閃光または2閃光照射で、S2またはS3が形成されるまでの過程を、20 nsecーmsecの時間範囲でデータを収集し、それぞれの構造を解析した。その結果、S1→S2, S2→S3の遷移過程で、電子伝達・プロトン移動に伴い、様々な構造変化が観測され、特に2閃光照射後の早い時間で、O6が出現する前にO6*が出現し、それがO6の位置に移動することを見つけ、O-O結合の生成過程に重要な知見を与えた。研究成果はNature誌に公表され、予想以上の成果であると言える。この他、PSIIの超高分解能構造解析、Coupled cluster法を用いた理論化学計算、クライオ電子顕微鏡を用いた光化学系－アンテナ色素タンパク質超分子複合体の構造解析等の項目でも研究は着実に進展したので、当初の計画以上の進展があったと言える。

Strategy for Future Research Activity

光化学系II(PSII)の水分解反応機構解明においては、S状態遷移におけるナノ秒よりも速い時間帯の構造変化を解析する。S1→S2, またはS2→S3の状態遷移において、光照射の強度や微結晶の流速などの条件を検討し、状態遷移が起こる条件を見つけ、該当条件下で、光照射後の速い時間帯で(psecーnsec)の構造変化を解析し、光エネルギーの吸収・伝達に伴う構造変化を明らかにする。また、S3→(S4)→S0の遷移については、結晶のバッファー条件をスクリーニングし、遷移効率の高いバッファー条件を見つけ、(S4)→S0の構造解明のための準備を行う。そしてクライオ電子顕微鏡を用いたPSIIの超高分解能構造解析については、PSIIのクライオ電子顕微鏡イメージをもっと多く取得し、1ムービーの最初の2－3フレームのみを使用して構造解析することで、電子線損傷を最低限に抑えた状態で構造を解析し、プロトンを可視化し、水分解反応やプロトンの放出、水分子の進入に重要なプロトンの存在を明らかにする。得られた構造について、Coupled cluster法を用いた理論化学計算を400原子程度に拡張したモデルについて実行し、各S状態での実験構造を最適化し、反応経路を探索する。
一方、光エネルギーの高効率利用機構の解明では、構造が未解明の緑藻、クリプト藻、珪藻等から光化学系－光捕集アンテナタンパク質超分子複合体を精製し、クライオ電子顕微鏡による構造解析を行い、他の生物由来の光化学系－光捕集アンテナタンパク質複合体構造との比較から、それぞれの生物由来の超分子複合体の特徴、エネルギー伝達経路、及び進化におけるそれぞれの超複合体の変化を明らかにする。

Research Products

• [Int'l Joint Research] 中国科学院植物研究所/浙江大学(中国)
  • Country Name: CHINA
  • Counterpart Institution: 中国科学院植物研究所/浙江大学
• [Int'l Joint Research] University of Strasbourg(フランス)
  • Country Name: FRANCE
  • Counterpart Institution: University of Strasbourg
• [Int'l Joint Research] Biological Research Centre, Szeged(ハンガリー)
  • Country Name: HUNGARY
  • Counterpart Institution: Biological Research Centre, Szeged
• [Journal Article] Oxygen-evolving photosystem II structures during S1-S2-S3 transitions (2024)
  • Author(s): Li H,Nakajima Y,Nango E,Owada S,Yamada D,Hashimoto K, Luo F, Tanaka R, Akita F, Kato K, Kang J, Saitoh Y, Kishi S, Yu H, Matsubara N, Fujii H, Sugahara M, Suzuki M, Masuda T, Kimura T, Thao Tran N, Yonekura S, Yu L-J, Tosha T, Tono K, Joti Y, Hatsui T, Yabashi M, Kubo M, Iwata S, Isobe H, Yamaguchi K, Suga M, Shen J-R
  • Journal Title: Nature Volume: 626 Pages: 670～677
  • DOI: 10.1038/s41586-023-06987-5
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Structures and organizations of PSI?AcpPCI supercomplexes from red tidal and coral symbiotic photosynthetic dinoflagellates (2024)
  • Author(s): Li Xiaoyi、Li Zhenhua、Wang Fangfang、Zhao Songhao、Xu Caizhe、Mao Zhiyuan、Duan Jialin、Feng Yue、Yang Yang、Shen Lili、Wang Guanglei、Yang Yanyan、Yu Long-Jiang、Sang Min、Han Guangye、Wang Xuchu、Kuang Tingyun、Shen Jian-Ren、Wang Wenda
  • Journal Title: Proceedings of the National Academy of Sciences Volume: 121 Pages: e2315476121
  • DOI: 10.1073/pnas.2315476121
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Water oxidation utilizing a ruthenium complex featuring a phenolic moiety inspired by the oxygen-evolving centre (OEC) of photosystem II (2024)
  • Author(s): Kumagai Yugo、Takabe Risa、Nakazono Takashi、Shoji Mitsuo、Isobe Hiroshi、Yamaguchi Kizashi、Misawa-Suzuki Tomoyo、Nagao Hirotaka、Wada Tohru
  • Journal Title: Sustainable Energy & Fuels Volume: 8 Pages: 905～913
  • DOI: 10.1039/D3SE01610B
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Biochemical and spectroscopic characterization of PSI-LHCI from the red alga Cyanidium caldarium (2023)
  • Author(s): Nagao Ryo、Ueno Yoshifumi、Furutani Miyu、Kato Koji、Shen Jian-Ren、Akimoto Seiji
  • Journal Title: Photosynthesis Research Volume: 156 Pages: 315～323
  • DOI: 10.1007/s11120-023-00999-y
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structure of a monomeric photosystem I core associated with iron-stress-induced-A proteins from Anabaena sp. PCC 7120 (2023)
  • Author(s): Nagao Ryo、Kato Koji、Hamaguchi Tasuku、Ueno Yoshifumi、Tsuboshita Naoki、Shimizu Shota、Furutani Miyu、Ehira Shigeki、Nakajima Yoshiki、Kawakami Keisuke、Suzuki Takehiro、Dohmae Naoshi、Akimoto Seiji、Yonekura Koji、Shen Jian-Ren
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 14 Pages: 920
  • DOI: 10.1038/s41467-023-36504-1
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Development of serial X-ray fluorescence holography for radiation-sensitive protein crystals (2023)
  • Author(s): Ang Artoni Kevin R.、Umena Yasufumi、Sato-Tomita Ayana、Shibayama Naoya、Happo Naohisa、Marumi Riho、Yamamoto Yuta、Kimura Koji、Kawamura Naomi、Takano Yu、Matsushita Tomohiro、Sasaki Yuji C.、Shen Jian-Ren、Hayashi Kouichi
  • Journal Title: Journal of Synchrotron Radiation Volume: 30 Pages: 368～378
  • DOI: 10.1107/S1600577522011833
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structural insights into a unique PSI-LHCI-LHCII-Lhcb9 supercomplex from moss Physcomitrium patens (2023)
  • Author(s): Zhang Song、Tang Kailu、Yan Qiujing、Li Xingyue、Shen Liangliang、Wang Wenda、He Yi-Kun、Kuang Tingyun、Han Guangye、Shen Jian-Ren、Zhang Xing
  • Journal Title: Nature Plants Volume: 9 Pages: 832～846
  • DOI: 10.1038/s41477-023-01401-4
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Stimuli‐Induced Subconformation Transformation of the PSI‐LHCI Protein at Single‐Molecule Resolution (2023)
  • Author(s): Yang Zhiheng、Wang Jie、Yin Bing、Liu Wenzhe、Yin Dongbao、Shen Jianren、Wang Wenda、Li Lidong、Guo Xuefeng
  • Journal Title: Advanced Science Volume: 10 Pages: 2205945
  • DOI: 10.1002/advs.202205945
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Isolation and characterization of trimeric and monomeric PSI cores from Acaryochloris marina MBIC11017 (2023)
  • Author(s): Nagao Ryo、Ogawa Haruya、Tsuboshita Naoki、Kato Koji、Toyofuku Reona、Tomo Tatsuya、Shen Jian-Ren
  • Journal Title: Photosynthesis Research Volume: 157 Pages: 55～63
  • DOI: 10.1007/s11120-023-01025-x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structural insights into the action mechanisms of artificial electron acceptors in photosystem II (2023)
  • Author(s): Kamada Shinji、Nakajima Yoshiki、Shen Jian-Ren
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 299 Pages: 104839～104839
  • DOI: 10.1016/j.jbc.2023.104839
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Tight association of CpcL with photosystem I in Anabaena sp. PCC 7120 grown under iron-deficient conditions (2023)
  • Author(s): Shimizu Shota、Ogawa Haruya、Tsuboshita Naoki、Suzuki Takehiro、Kato Koji、Nakajima Yoshiki、Dohmae Naoshi、Shen Jian-Ren、Nagao Ryo
  • Journal Title: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics Volume: 1864 Pages: 148993～148993
  • DOI: 10.1016/j.bbabio.2023.148993
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Origin of Energy Dissipation in the Oligomeric Fucoxanthin-Chlorophyll a/c Binding Proteins (2023)
  • Author(s): Zheng Mengyuan、Zhou Cuicui、Wang Wenda、Kuang Tingyun、Shen Jianren、Tian Lijin
  • Journal Title: The Journal of Physical Chemistry Letters Volume: 14 Pages: 7967～7974
  • DOI: 10.1021/acs.jpclett.3c01633
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Structural and functional properties of different types of siphonous LHCII trimers from an intertidal green alga Bryopsis corticulans (2023)
  • Author(s): Li Zhenhua、Zhou Cuicui、Zhao Songhao、Zhang Jinyang、Liu Xueyang、Sang Min、Qin Xiaochun、Yang Yanyan、Han Guangye、Kuang Tingyun、Shen Jian-Ren、Wang Wenda
  • Journal Title: Structure Volume: 31 Pages: 1247～1258.e3
  • DOI: 10.1016/j.str.2023.08.001
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Quantifying the Energy Spillover between Photosystems II and I in Cyanobacterial Thylakoid Membranes and Cells (2023)
  • Author(s): Akhtar Parveen、Balog-Vig Fanny、Han Wenhui、Li Xingyue、Han Guangye、Shen Jian-Ren、Lambrev Petar H
  • Journal Title: Plant And Cell Physiology Volume: 65 Pages: 95～106
  • DOI: 10.1093/pcp/pcad127
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Structure of a diatom photosystem II supercomplex containing a member of Lhcx family and dimeric FCPII (2023)
  • Author(s): Feng Yue、Li Zhenhua、Li Xiaoyi、Shen Lili、Liu Xueyang、Zhou Cuicui、Zhang Jinyang、Sang Min、Han Guangye、Yang Wenqiang、Kuang Tingyun、Wang Wenda、Shen Jian-Ren
  • Journal Title: Science Advances Volume: 9 Pages: eadi8446
  • DOI: 10.1126/sciadv.adi8446
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Structural insights into photosystem II supercomplex and trimeric FCP antennae of a centric diatom Cyclotella meneghiniana (2023)
  • Author(s): Zhao Songhao、Shen Lili、Li Xiaoyi、Tao Qiushuang、Li Zhenhua、Xu Caizhe、Zhou Cuicui、Yang Yanyan、Sang Min、Han Guangye、Yu Long-Jiang、Kuang Tingyun、Shen Jian-Ren、Wang Wenda
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 14 Pages: 8164
  • DOI: 10.1038/s41467-023-44055-8
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Origin of Homochirality in Amino Acids Induced by Lyman-α Irradiation in the Early Stage of the Milky Way (2023)
  • Author(s): Sato Akimasa、Shoji Mitsuo、Watanabe Natsuki、Boero Mauro、Shigeta Yasuteru、Umemura Masayuki
  • Journal Title: Astrobiology Volume: 23 Pages: 1019～1026
  • DOI: 10.1089/ast.2022.0140
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Enantioselective amino acid interactions in solution (2023)
  • Author(s): Watanabe Natsuki、Shoji Mitsuo、Miyagawa Koichi、Hori Yuta、Boero Mauro、Umemura Masayuki、Shigeta Yasuteru
  • Journal Title: Physical Chemistry Chemical Physics Volume: 25 Pages: 15023～15029
  • DOI: 10.1039/D3CP00278K
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Organocatalytic‐racemization reaction elucidation of aspartic acid by density functional theory (2023)
  • Author(s): Watanabe Natsuki、Hori Yuta、Shoji Mitsuo、Boero Mauro、Shigeta Yasuteru
  • Journal Title: Chirality Volume: 35 Pages: 645～651
  • DOI: 10.1002/chir.23573
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Theoretical elucidation of the structure, bonding, and reactivity of the CaMn4Ox clusters in the whole Kok cycle for water oxidation embedded in the oxygen evolving center of photosystem II. New molecular and quantum insights into the mechanism of the O?O bond formation (2023)
  • Author(s): Yamaguchi Kizashi、Miyagawa Koichi、Shoji Mitsuo、Kawakami Takashi、Isobe Hiroshi、Yamanaka Shusuke、Nakajima Takahito
  • Journal Title: Photosynthesis Research Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1007/s11120-023-01053-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Nature of the Chemical Bonds of High-Valent Transition?Metal Oxo (M=O) and Peroxo (MOO) Compounds: A Historical Perspective of the Metal Oxyl?Radical Character by the Classical to Quantum Computations (2023)
  • Author(s): Yamaguchi Kizashi、Isobe Hiroshi、Shoji Mitsuo、Kawakami Takashi、Miyagawa Koichi
  • Journal Title: Molecules Volume: 28 Pages: 7119～7119
  • DOI: 10.3390/molecules28207119
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 化学反応における対称性の破れの理論(13) PSII の酸素発生サイトの分子システム構造と水挿入およびプロトン放出経路再訪 (2023)
  • Author(s): 山口 兆, 庄司光男, 宮川晃一, 磯部 寛, 川上貴資, 中嶋隆人
  • Journal Title: 豊田研究報告書 Volume: 76 Pages: 87-95
  • Open Access
• [Presentation] Characterization of a deletion mutant of isiA1 in Anabaena sp. PCC 7120アナベナのisiA1遺伝子欠損株の特性解析 (2024)
  • Author(s): 長尾遼, 小川晴也, 沈建仁, 得平茂樹
  • Organizer: 第65回日本植物生理学会年会
• [Presentation] 光化学系II複合体における表在性タンパク質の脱離・再結合がもたらす構造変化 (2024)
  • Author(s): 中島芳樹、沈建仁、長尾遼
  • Organizer: 第65回日本植物生理学会年会
• [Presentation] 多周波電子常磁性共鳴(EPR)法によるマンガンクラスターHigh Spin S2状態の構造 (2024)
  • Author(s): 小﨑慎也, 中島芳樹, 沈建仁, 三野広幸
  • Organizer: 第65回日本植物生理学会年会
• [Presentation] Cryo-EM structure of a photosystem I supercomplex from oleaginous green alga Coccomyxa subellipsoidea (2024)
  • Author(s): Pi-Cheng Tsai, Fusamichi Akita, Jian-Ren Shen
  • Organizer: 日本農芸化学会2024年度大会
• [Presentation] シアノフォラ由来光化学系I四量体のクライオ電顕構造解析 (2024)
  • Author(s): 加藤公児, 長尾遼, 秋田総理, 宮崎直幸, 沈建仁
  • Organizer: 第65回日本植物生理学会年会
• [Presentation] The nature of the chemical bonds of high-valent transition-metal oxo and peroxo compounds (2024)
  • Author(s): Takashi Kawakami, Koichi Miyagawa, Mizuki Otsuka, Mitsuo Shoji, Shusuke Yamanaka, Mitsutaka Okumura, Takahito Nakajima, Kizashi Yamaguchi
  • Organizer: The 6th R-CCS International Symposium
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 3d遷移金属酸化物系の金属酵素および錯体のpost-DFT計 (2024)
  • Author(s): 宮川晃一, 庄司光男, 川上貴資, 山口 兆
  • Organizer: 生物無機化学シンポジウム2024
• [Presentation] 分子軌道計算による高原子価遷移金属錯体の酵素との化学結合の解析 (2024)
  • Author(s): 川上貴資, 宮川晃一, 大塚瑞生, 庄司光男, 山中秀介, 奥村光隆, 中嶋隆人, 山口 兆
  • Organizer: 生物無機化学シンポジウム2024
• [Presentation] 強相関電子系としてのMn三核錯体の単分子磁石発現に関する理論解析 (2024)
  • Author(s): 川上貴資, 大塚瑞生, 宮川晃一, 鈴木雄太, 山中秀介, 奥村光隆, 中嶋隆人, 山口 兆
  • Organizer: 第104日本化学会春季年会
• [Presentation] 多周波EPR でとらえた酸素発生系高スピンS2状態の配位環境 (2023)
  • Author(s): 三野 広幸，小崎 慎也，中島 芳樹，沈 建仁
  • Organizer: 第64回日本植物生理学会年会
• [Presentation] ホスファチジルグリセロール（PG714）と相互作用するD1-R140 の部位特異的置 換がPSII の構造，機能およびアセンブリーに与える影響 (2023)
  • Author(s): 棚瀬 元貴，篠田 稔行，遠藤 嘉一郎，鞆 達也，沈 建仁，神保 晴彦，和田 元，水澤 直樹
  • Organizer: 第64回日本植物生理学会年会
• [Presentation] ツノケイソウの赤色光培養で蓄積する集光性色素タンパク質FCP の同定と機能解 析 (2023)
  • Author(s): 中村 翠，熊沢 穣，長尾 遼，石川 規子，沈 建仁，伊福 健太郎
  • Organizer: 第64回日本植物生理学会年会
• [Presentation] Structural dynamics of the Mn4CaO5 cluster during the S2-S3 transition in photosystem II (2023)
  • Author(s): 李 洪杰，中島 芳樹，山田 大智，橋本 佳奈，久保 稔，岩田 想，菅 倫寛，沈 建仁
  • Organizer: 第64回日本植物生理学会年会
• [Presentation] 二種のEuglena gracilis に見られる遠赤色光応答の違い (2023)
  • Author(s): 反橋 勇貴，植野 嘉文，沈 建仁，長尾 遼，秋本 誠志
  • Organizer: 第64回日本植物生理学会年会
• [Presentation] 除草剤の光化学系II への結合様式と構造 (2023)
  • Author(s): 中島 芳樹，松原 直輝，沈 建仁
  • Organizer: 第64回日本植物生理学会年会
• [Presentation] 鉄欠乏誘導によるフィコビリソームと光化学系Iの強固な結合 (2023)
  • Author(s): 清水 翔太，小川 晴也，坪下 直樹，鈴木健裕，加藤 公児，中島 芳樹，堂前 直，沈 建仁，長尾 遼
  • Organizer: 第13回日本光合成学会及びシンポジウム、名古屋、2023年6月3－4日
• [Presentation] 表在性タンパク質を再構成させた光化学系II複合体のX線結晶構造解析 (2023)
  • Author(s): 中島芳樹，沈建仁，長尾遼
  • Organizer: 第13回日本光合成学会及びシンポジウム、名古屋、2023年6月3－4日
• [Presentation] 光合成光化学系IIの水分解反応におけるリアルタイムでの構造変化 (2023)
  • Author(s): 李ホンジェ，中島 芳樹，山田 大地，橋本 佳奈，久保 稔，岩田 想，沈 建仁，菅 倫寛
  • Organizer: 第13回日本光合成学会及びシンポジウム、名古屋、2023年6月3－4日
• [Presentation] 好熱性シアノバクテリアThermostichus vulcanus 由来光化学系IIにおける、Mn4CaO5クラスターのCaと置換可能な元素の探索 (2023)
  • Author(s): 神田尊生，中島芳樹， 沈建仁
  • Organizer: 第13回日本光合成学会及びシンポジウム、名古屋、2023年6月3－4日
• [Presentation] Binding patterns and functions of fucoxanthin and related pigments in photosynthesis (2023)
  • Author(s): Jian-Ren Shen
  • Organizer: 19th International Symposium on Carotenoids
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Mechanism of light-induced water-splitting in natural photosynthesis (2023)
  • Author(s): Jian-Ren Shen
  • Organizer: 31st International Conference on Photochemistry (ICP2023)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Structure and functions of photosynthetic membrane protein complexes (2023)
  • Author(s): Jian-Ren Shen
  • Organizer: 8th China Plant Proteomics Conference
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Structural studies of photosynthetic protein complexes by cryo-electron microscopy (2023)
  • Author(s): Jian-Ren Shen
  • Organizer: The 20th International Microscopy Congress (IMC20)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 光合成水分解反応の仕組み (2023)
  • Author(s): 沈 建仁
  • Organizer: 岡山大学公開講座
• [Presentation] The roles of phosphorylation in photosystem I supercomplex in state I-state II transition (2023)
  • Author(s): Pi-Cheng Tsai, Fusamichi Akita, Jian-Ren Shen
  • Organizer: Taiwan-Japan Plant Biology 2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Mechanism of water-splitting in natural photosynthesis (2023)
  • Author(s): Jian-Ren Shen
  • Organizer: The 1st Westlake forum on Solar Energy Conversion and Catalysis (1st SECC)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Structure and molecular mechanism of nature’s photosynthetic water splitting reaction (2023)
  • Author(s): 菅 倫寛
  • Organizer: 13th CSJ Chemistry Festa
  • Invited
• [Presentation] Real-Time Structural Changes during the Light-induced water oxidation of Photosystem II (2023)
  • Author(s): Michihiro Suga
  • Organizer: UK-Japan meeting on dynamic and time-resolved crystallography
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Real-Time Structural Changes during the Light-induced water oxidation of Photosystem II (2023)
  • Author(s): Michihiro Suga
  • Organizer: Gordon Research Conference 2023 on photosynthesis
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Origin of homochirality of amino acids (2023)
  • Author(s): Mitsuo Shoji
  • Organizer: ICPAC Bali 2023
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Quantum chemistry study of the origin of homochirality of amino acids (2023)
  • Author(s): Mitsuo Shoji
  • Organizer: CJK-WTCC, Sungkyunkwan University (SKKU)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 量子化学計算を活用した複雑酵素反応および生体分子ホモキラリティ機構の解明 (2023)
  • Author(s): 庄司光男
  • Organizer: 量子生命科学会第5回大会
  • Invited
• [Presentation] Theory of Chemical Bonds in Metalloenzyme XXV ―OEC of PSII (2023)
  • Author(s): Kizashi Yamaguchi, Koichi Miyagawa, Mitsuo Shoji, Hiroshi Isobe, Takashi Kawakami, Takahito Nakajima
  • Organizer: The 5th conference of Theory and Applications of Computational Chemistry
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Relative stability and electronic structure in the S1 state of the CaMn4O5 cluster of the PSII by DFT and CC calculations (2023)
  • Author(s): Koichi Miyagawa, Takashi Kawakami, Mitsuo Shoji, Hiroshi Isobe, Kizashi Yamaguchi, Yasuteru Shigeta
  • Organizer: The 5th conference of Theory and Applications of Computational Chemistry
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Theoretical studies on magnetic interactions in trinuclear manganese complexes by UNO CAS-based methods (2023)
  • Author(s): Takashi Kawakami, Mizuki Otsuka, Koichi Miyagawa, Shusuke Yamanaka, Mitsutaka Okumura, Takahito Nakajima, Kizashi Yamaguchi
  • Organizer: The 5th conference of Theory and Applications of Computational Chemistry
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Relative stability and electronic states in the S1 state of the CaMn4O5 cluster of the OEC of the PSII by DFT and DLPNO CC calculations (2023)
  • Author(s): Koichi Miyagawa, Mitsuo Shoji, Takashi Kawakami, Hiroshi Isobe, Kizashi Yamaguchi, Yasuteru Shigeta
  • Organizer: The 31st International Conference on Photochemistry
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 光化学系IIの酸素発生中心におけるS1状態でのプロトンシフト異性体間の安定性と電子・スピン状態および構造の理論的解析 (2023)
  • Author(s): 宮川晃一, 庄司光男, 川上貴資, 山口 兆, 重田育照
  • Organizer: 量子生命科学会 第5回大会
• [Presentation] 光化学系IIの酸素発生中心におけるCaMn4O5クラスターのS1状態での構造、相対安定性および電子状態の理論的解析 (2023)
  • Author(s): 宮川晃一, 庄司光男, 川上貴資, 山口 兆, 重田育照
  • Organizer: 第49回生体分子科学討論会
• [Presentation] 強相関電子系としてのMn三核錯体の電子状態と磁気的相互作用に関する理論解析 (2023)
  • Author(s): 川上貴資, 宮川晃一, 山中秀介, 奥村光隆, 中嶋隆人, 山口 兆
  • Organizer: 第17回分子科学討論会
• [Presentation] マンガン多核錯体のUNO-CAS法による電子状態の解析 (2023)
  • Author(s): 宮川晃一, 川上貴資, 庄司光男, 山口 兆, 重田育照
  • Organizer: 錯体化学会 第73回討論会
• [Presentation] DFT and DLPNO-CC Investigation of the S3 to Early S4 State of the CaMn4O6 Clusters in the Kok Cycle in the OEC of PSII (2023)
  • Author(s): Koichi Miyagawa, Takashi Kawakami, Mitsuo Shoji, Kizashi Yamaguchi, Yasuteru Shigeta
  • Organizer: 第61回日本生物物理学会年会
• [Presentation] マンガン多核錯体のBS-DFT、UNOおよびULO-CAS法による電子状態の解析 (2023)
  • Author(s): 宮川 晃一, 川上貴資, 庄司光男, 山口 兆, 中嶋 隆人, 重田育照
  • Organizer: 日本コンピュータ化学会2023年秋季年会
• [Book] 量子生命科学ハンドブック (2024)
  • Author(s): 庄司 光男 （監修者 瀬藤光利、荒牧修平）
  • Total Pages: 372
  • Publisher: （株）技術情報協会
  • ISBN: 978-4-86043-882-1
• [Remarks] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.riis.okayama-u.ac.jp/department/core2/