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2013 Fiscal Year Annual Research Report

人工チラコイド膜の構築と機能評価

Research Project

Project/Area Number 24655120
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

出羽 毅久  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70335082)

Keywords人工光合成膜 / 多層膜 / 光収穫系複合体
Research Abstract

葉緑体のチラコイド膜や光合成細菌の光合成膜は三次元積層構造を形成しており、そこでタンパク質/色素複合体による髙効率な光収穫および光エネルギー変換反応が行われている。しかし、三次元積層構造中での光収穫機能の詳細は明らかでない。本研究では、光合成タンパク質を含む三次元積層膜の構築を目的とし、マイカ基板上で平面脂質二分子膜の積層化を試みた。膜の形成は原子間力顕微鏡により行った。まず、ビオチン化脂質を含むディスク状脂質二分子膜溶液(DPPC/DHPCバイセル, 粒径約20 nm)をマイカ基板上に置き、10分間インキュベーション後洗浄すると、基板上に吸着したバイセルが脂質二分子膜に変化し、1層の平面膜が形成した。そこにアビジンを添加し、平面膜状にアビジンを固定化した。その後、再びビオチン化脂質を含むディスク状脂質二分子膜溶液を添加、洗浄すると、アビジン-ビオチン結合により繋ぎ止められた平面脂質二分子膜が形成した(Fig.1)。この手法により、制御された多層膜形成が可能であると考えられる。また、ディスク状脂質二分子膜中に光収穫系複合体(LH2)を再構成することも可能であり、平面膜中にLH2を導入することにも成功した。

  • Research Products

    (36 results)

All 2014 2013

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (24 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Gating-Associated Clustering−Dispersion Dynamics of the KcsA Potassium Channel in a Lipid Membrane2014

    • Author(s)
      A. Sumino, D. Yamamoto, M. Iwamoto, T. Dewa, S. Oiki
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. Lett.

      Volume: 5 Pages: 578-584

    • DOI

      10.1021/jz402491t

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 光合成アンテナ膜タンパク質の分子集合構造と機能2014

    • Author(s)
      出羽毅久
    • Journal Title

      化学工業

      Volume: Vol. 65, No.3 Pages: 44-49

  • [Journal Article] Durability of Oxygen Evolution of Photosystem II Incorporated into Lipid Bilayers2014

    • Author(s)
      T. Noji, M. Kondo, K. Kawakami, J. Shen, M. Nango, T. Dewa
    • Journal Title

      Res. Chem. Intermed.

      Volume: xxx Pages: xxx-xxx

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structure-Function Relationships of the Supramolecular Assembly of the Bacterial Photosynthetic Antenna Complexes in Lipid Membranes2014

    • Author(s)
      T. Dewa, A. Sumino, N. Watanabe, T. Noji, M. Nango
    • Journal Title

      Res. Chem. Intermed.

      Volume: xxx Pages: xxx-xxx

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Influence of Phospholipid Composition on Self-Assembly and Energy-Transfer Efficiency in Networks of Light-Harvesting 2 Complexes2013

    • Author(s)
      A. Sumino, T. Dewa, T. Noji, Y. Nakano, N. Watanabe, R. Hildner, N. Bösch, J. Köhler, M. Nango
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. B

      Volume: 117 Pages: 10395–10404

    • DOI

      10.1021/jp4047819

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Anchored LH2 Complexes in 2D Polarization Imaging2013

    • Author(s)
      S. Tubasum, S. Sakai, T. Dewa, V. Sundström, I. G. Scheblykin, M. Nango, T. Pullerits
    • Journal Title

      J. Phys Chem. B

      Volume: 117 Pages: 11391–11396

    • DOI

      10.1021/jp403863c

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular Assembly of Zinc Chlorophyll Derivatives by Using Recombinant Light-Harvesting Polypeptides with His-tag and Immobilization on a Gold Electrode2013

    • Author(s)
      S. Sakai, T. Noji, M. Kondo, T. Mizuno, T. Dewa, T. Ochiai, H. Yamakawa, S. Itoh, H. Hashimoto, M. Nango
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 29 Pages: 5104–5109

    • DOI

      10.1021/la400059h

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Energy Transfer and Clustering of Photosynthetic Light-Harvesting Complexes in Reconstituted Lipid Membranes2013

    • Author(s)
      T. Dewa, A. Sumino, N. Watanabe, T. Noji, M. Nango
    • Journal Title

      Chem. Phys.

      Volume: 419 Pages: 200-204

    • DOI

      10.1016/j.chemphys.2012.12.039

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Open Gate Structure of the Membrane-Embedded KcsA Potassium Channel Viewed From the Cytoplasmic Side2013

    • Author(s)
      A. Sumino, T. Sumikama, M. Iwamoto, T. Dewa, S. Oiki
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 3 Pages: 1063

    • DOI

      10.1038/srep01063

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ナノ多孔質ガラス中に固定化された光化学系I/白金ナノ粒子複合体による光誘起水素発生2014

    • Author(s)
      鈴木 孝直・野地 智康・近藤 政晴・川上 恵典・大岡 広造・池内 昌彦・吉 野 宏明・神 哲郎・南後 守・出羽 毅久
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      20140327-20140330
  • [Presentation] バイセルを用いた三次元積層膜の構築と光合成アンテナ系複合体の導入2014

    • Author(s)
      山田 樹・角野 歩・南後 守・出羽 毅久
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      20140327-20140330
  • [Presentation] Functional Modulation of Photosynthetic Antenna Complex (LH2) Through Chemical Modification2014

    • Author(s)
      DEWA, Takehisa; NOJI, Tomoyasu; MIZUTANI, Naoto; YONEDA, Yusuke; KATAYAMA, Tetsuro; NAGASAWA, Yutaka; MIYASAKA, Hiroshi; NANGO, Mamoru
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      20140327-20140330
  • [Presentation] 多孔質ガラス中のナノ空間における光化学系II コア複合体からcyt c6 の間の電子伝達2014

    • Author(s)
      野地 智康・鈴木 孝直・近藤 政晴・川上 恵典・神 哲郎・渡辺 麻衣・池内 昌彦・浅井 智広・大岡 宏造・南後 守・伊藤 繁・出羽 毅久
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      20140327-20140330
  • [Presentation] 蛍光色素の付加による光合成アンテナ系複合体(LH2)の機能改変2014

    • Author(s)
      水谷 尚登・野地 智康・小森 大輔・米田 勇祐・片山 哲郎・長澤 裕・宮坂博・南後 守・出羽 毅久
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      20140327-20140330
  • [Presentation] 人工色素を付加した光合成アンテナ複合体LH2 における超高速エネルギー移動(2014

    • Author(s)
      米田 勇祐・片山 哲郎・長澤 裕・宮坂 博・水谷 尚登・野地 智康・出羽 毅久
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      20140327-20140327
  • [Presentation] カリウムイオンチャネルKcsAのゲート開閉と連動した膜中集合・離散挙動:原子間力顕微鏡による直接観察2014

    • Author(s)
      角野歩・山本大輔・岩本真幸・出羽毅久・老木成稔
    • Organizer
      日本生理学会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      20140316-20140318
  • [Presentation] 光合成アンテナ膜タンパク質の脂質二分子膜への組織化と機能評価2014

    • Author(s)
      出羽毅久
    • Organizer
      龍谷大学 革新的材料・プロセス研究センター2013年度シンポジウム
    • Place of Presentation
      龍谷大学
    • Year and Date
      20140303-20140303
    • Invited
  • [Presentation] GATING-COUPLED CLUSTERING-DISPERSION DYNAMICS OF THE KCSA POTASSIUM CHANNEL IN A LIPID MEMBRANE2014

    • Author(s)
      Ayumi Sumino, Daisuke Yamamoto, Masayuki Iwamoto, Takehisa Dewa, Shigetoshi Oiki
    • Organizer
      The 58th Annual Meeting of Biophysical Society
    • Place of Presentation
      San Francisco, California
    • Year and Date
      20140215-20140219
  • [Presentation] 光合成アンテナタンパク質の集合構造と機能2013

    • Author(s)
      出羽毅久
    • Organizer
      第4回「有機太陽電池・人工光合成研究会」
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学
    • Year and Date
      20131007-20131007
  • [Presentation] チラコイド様光収穫系複合体の積層構造の構築2013

    • Author(s)
      出羽毅久・山田樹・野地智康・水谷尚登・南後守
    • Organizer
      第7回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      20130927-29
  • [Presentation] バイセルによるチラコイド様多層膜の構築と光合成アンテナ系複合体の導入2013

    • Author(s)
      山田樹・角野歩・南後守・出羽毅久
    • Organizer
      第7回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      20130927-29
  • [Presentation] ポリアミン脂質―DNA複合体の構造と遺伝子送達活性2013

    • Author(s)
      出羽 毅久,瓜田 有吾,沖田 陽介,清水 広介,浅井 知浩,奥 直人,南後 守
    • Organizer
      第62回高分子討論会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      20130911-20130913
  • [Presentation] 水溶性部位をもつ組み換え光合成アンテナ系膜タンパク質/色素複合体の再構成2013

    • Author(s)
      酒井 俊亮,野地 智康,水野 稔久,近藤 政晴,田中 俊樹,出羽 毅久,南後 守
    • Organizer
      第62回高分子討論会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      20130911-20130913
  • [Presentation] 諸種のポリアミン脂質の遺伝子送達能と細胞内動態2013

    • Author(s)
      瓜田 有吾,沖田 陽介,清水 広介,浅井 知浩,奥 直人,南後 守,出羽 毅久
    • Organizer
      第62回高分子討論会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      20130911-20130913
  • [Presentation] 光合成膜タンパク質の集合構造と機能2013

    • Author(s)
      出羽毅久,角野歩,野地智康,南後守
    • Organizer
      第62回高分子討論会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      20130911-13
  • [Presentation] Durability of Oxygen Evolution of Photosystem II Incorporated into Lipid Bilayers2013

    • Author(s)
      T. Noji, M. Kondo, K. Kawakami, J. Shen, M. Nango, T. Dewa
    • Organizer
      The 16th International Congress on Photosynthesis
    • Place of Presentation
      St. Louis, MO, USA
    • Year and Date
      20130811-16
  • [Presentation] Molecular assembly of zinc chlorophyll derivatives by recombinant light-harvesting polypeptides with His-tag and immobilization on a gold electrode2013

    • Author(s)
      S. Sakai, T. Noji, M. Kondo, T. Mizuno, T. Dewa, T. Ochiai, H. Yamakawa, S. Itoh, H. Hashimoto, M. Nango
    • Organizer
      Light Harvesting Satellite Meeting 2013
    • Place of Presentation
      Washington University, St. Louis
    • Year and Date
      20130808-11
  • [Presentation] 蛍光発色団の付加による光合成アンテナタンパク質の機能改変2013

    • Author(s)
      出羽毅久・野地智康・小森大輔・山川壽伯・伊藤繁・南後守
    • Organizer
      第23回バイオ高分子シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京工業大学(大岡山)
    • Year and Date
      20130731-20130801
  • [Presentation] カリウムチャネルKcsA の脂質膜中での開閉構造と機能:一分子計測による統合的アプローチ2013

    • Author(s)
      角野歩、炭竈 享司、岩本 真幸、出羽 毅久、老木 成稔
    • Organizer
      第23回バイオ高分子シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京工業大学(大岡山)
    • Year and Date
      20130731-20130801
  • [Presentation] 化学修飾によるLH2への人工色素の付加とその機能2013

    • Author(s)
      野地智康、小森大輔、山川壽伯、伊藤 繁、南後 守、出羽毅久
    • Organizer
      第21回 光合成セミナー:光合成の色素系と反応中心に関するセミナー
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学
    • Year and Date
      20130706-20130707
  • [Presentation] 光合成アンテナ複合体(LH2)の化学修飾による機能改変2013

    • Author(s)
      出羽 毅久,小森 大輔,野地 智康,山川 壽伯,伊藤 繁,南後 守
    • Organizer
      第62回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      京都国際会議場
    • Year and Date
      20130529-20130531
  • [Presentation] 遺伝子送達キャリアとしてのポリアミン脂質の細胞内動態と機能評価2013

    • Author(s)
      瓜田 有吾,沖田 陽介,清水 広介,浅井 知浩,奥 直人,南後 守,出羽 毅久
    • Organizer
      第62回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      京都国際会議場
    • Year and Date
      20130529-20130531
  • [Presentation] The Influence of the Phospholipid Composition on the Self-Assembly and the Energy-Transfer Efficiency in Networks of Light-Harvesting 2 Complexes2013

    • Author(s)
      T. Dewa, A. Sumino, T. Noji, Y. Nakano, N. Watanabe, R. Hildner, N. Bösch, J. Köhler, M. Nango
    • Organizer
      Light-Harvesting Processes LHP 2013
    • Place of Presentation
      Banz Monastery, Germany
    • Year and Date
      20130407-11
  • [Book] 光合成研究最前線2014

    • Author(s)
      出羽毅久
    • Total Pages
      380
    • Publisher
      エヌ・ティー・エス
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 膜タンパク質ゲル化剤2013

    • Inventor(s)
      小枝周平、水野稔久、野地智康、小幡亜希子、出羽毅久、春日敏宏
    • Industrial Property Rights Holder
      小枝周平、水野稔久、野地智康、小幡亜希子、出羽毅久、春日敏宏
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2013-157755
    • Filing Date
      2013-07-30
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光化学反応装置、その製造方法および光化学反応方法2013

    • Inventor(s)
      近藤政晴、野地智康、出羽毅久、神 哲郎
    • Industrial Property Rights Holder
      近藤政晴、野地智康、出羽毅久、神 哲郎
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2013-161622
    • Filing Date
      2013-08-02

URL: 

Published: 2015-05-28  

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