2013 Fiscal Year Research-status Report
光合成水分解触媒マンガンクラスターの酸化還元特性の解明
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25410009
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
加藤 祐樹 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (10376634)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 光合成 / 水分解 / 酸素発生 / 分光電気化学 / 酸化還元電位 / 電子伝達 |
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| Research Abstract |
本研究では、光合成反応のうちで最大の謎とされる水分解→酸素発生反応の分子メカニズムの解明を目的に、フーリエ変換赤外(FTIR)差スペクトル法を分光電気化学法に適用した計測系を新たに構築して実測に挑むことにより、天然の水分解系の作動電位領域と駆動力という物理化学的実態を明るみに出すことを目指している。初年度は、FTIR－分光電気化学計測系の構築を第一に、厚さ10μm程度の金メッシュ電極を用いた薄層電解セルを作製し、電子メディエーターと呼ばれる低分子化合物の可逆性評価・Em計測を通じて、計測基盤の確立を行った。さらに、この計測系を光化学系II複合体標品に初めて適用することにより、コファクターの一つである非ヘム鉄の酸化還元電位計測を行った。非ヘム鉄の酸化還元に付随して変動する周辺リガンドの構造変化の電位依存性を詳細に解析したところ、インタクトな光化学系II標品では4回の独立した測定から+468 ± 3 mVと、従来の手法である滴定法を用いた測定よりも高い精度で測定することに成功した。さらに、MnクラスターをNH2OHを用いて化学的に除去することにより、この非ヘム鉄の電位が+18 mVほどシフトすることを新たに見出した。これは従来の滴定法では見出すことが難しい差異であるといえ、本手法によって初めて明らかにできたといえる。以上のことから、確立したFTIR-分光電気化学計測系が光化学系IIに対して非常に有用であり、今後の研究の発展が十分期待できるといえる。
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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
初年度の目標であったFTIRを用いた分光電気化学計測系を確立し、実際に光化学系IIに世界で初めて適用することに成功し、従来の計測法では議論の難しかった非ヘム鉄の酸化還元電位の変動について明確な解を示すにいたった。本研究結果は、いくつかの国内・外の学会で発表を行い、現在国際誌に投稿中であり、初年度の当初の目的はおおむね達成できたと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度に確立したFTIR-分光電気化学計測系を水分解－酸素発生系に適用し、水分解機構におけるエネルギー論の解明に取り組む。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
おおむね当該年度の所要額となったが、一部の物品（電極類）が年度内に納入されるのが難しい状況となり、次年度に購入することとなった。
前年度に発注し、翌年度に納品が持ち越しになった物品に加え、当初の予定通りの配分をもとに、予定通り研究・実験に使用する予定である。
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Research Products
(8 results)
