2012 Fiscal Year Research-status Report
マルチヘムタンパク質の部位特異的変異による光機能化
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24550183
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
蒲池 利章 東京工業大学, 生命理工学研究科, 准教授 (30272694)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 光機能化 |
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| Research Abstract |
本研究ではマルチヘムタンパク質である硫酸還元菌由来のシトクロムc3 の部位特異的変位導入により特定のヘム近傍の環境を変化させ、元来有している電子伝達機能に加え新機能を付与することを目的としてる。特に、本申請研究ではシトクロムc3 に光増感機能を付与し、光励起電子移動反応をタンパク質一分子内で実現し、さらに、光機能化したシトクロムc3 とヒドロゲナーゼを組み合わせることにより高効率な光水素発生系の構築を試みる。
光エネルギーの化学エネルギー変換のためには光励起、電荷電荷分離、電子伝達、触媒反応のすべての段階が効率よく進行する必要がある。本申請研究では、光機能化シトクロムc3を用い、一分子内で光励起と電荷分離を達成する光機能化電子伝達タンパク質を調製する。初年度に光機能化の条件検討を行い、様々な遺伝子工学的な変異体の作成を行っている。それらの光機能化を行い、非常に低い収率ではあるものの、光機能化シトクロムc3を得ることができた。今年度は収率の向上を目指し、金属置換シトクロムを調製し、光機能化シトクロムc3を得ることができた。光機能化シトクロムc3の機能解明を目指し、光機能化シトクロムc3とビオローゲンとを組み合わせた光還元系を構築した。この系に光照射を行うと、ビオローゲンが還元されたことから、シトクロムc3の光機能化が達成できたことがわかった。申請者らは、すでにシトクロムc3 とヒドロゲナーゼの間で非常に効率良くかつ選択的に分子間電子移動反応が進行し、さらに、ヒドロゲナーゼが白金触媒に比べ高い水素発生能を有していることから、本申請研究で調製した光機能化シトクロムc3 とヒドロゲナーゼを組み合わせた光水素発生系は高効率光水素発生系となりうると考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本申請研究ではヒドロゲナーゼの生体内での電子伝達タンパク質であるシトクロムc3に着目し、高効率光水素発生系の構築を目指す。この目的のために光機能化シトクロムc3を調製し、その性質を明らかにすることが本年度の目的である。すでに低い収量ながら光機能化シトクロムc3を昨年度調製しており、今年度は高収率で光機能化シトクロムc3を得た。また、得られた光機能化シトクロムc3を用いた光還元系を構築しその評価を行ったことから、研究は順調に進行していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
すでに、光機能化シトクロムc3の調製および、その機能解明の一部が達成されており、H25年度はさらなる機能解明と、光機能化シトクロムc3を用いた高効率光水素発生系の構築を目的とする。得られた結果を踏まえ、さらなる機能改変が必要であれば、新たに遺伝子工学的手法を用いて、新規シトクロムc3を調製する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
該当なし
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Research Products
(4 results)
