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2014 Fiscal Year Research-status Report

超高輝度極端パルスXFEL光を用いた光化学系II複合体の無損傷結晶構造解析

Research Project

Project/Area Number 26840023
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

菅 倫寛  岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (60634920)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Keywords光合成 / XFEL / X線自由電子レーザー / 光化学系II複合体
Outline of Annual Research Achievements

光化学系II複合体のS1状態での無損傷結晶構造をXFEL施設SACLAを利用して1.95A分解能にて決定した。この構造解析の内容は論文発表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

XFELを用いた構造解析ではシンクロトロンの実験以上に結晶が必要となるので、初年度はサンプルが十分に供給できるシステムを立ち上げるのが目標であったが、培養装置の大型化によりサンプル量が倍増したため当初の計画以上に回折実験に使用できるサンプル量が増えた。そのためデータ収集が順調に進み、2ヵ年にわたってデータ収集する予定であったが初年度で全てのデータを収集することができた。加えてXFELの光源の安定性が向上したため、高分解能のデータを収集することができた。

Strategy for Future Research Activity

XFELを利用した無損傷構造を決定する手法が確立したこと、XFEL実験に必要なサンプル量が確保できるようになったことは大きな進展である。今後は中間体状態の構造解析を視野に入れ、中間体状態をトラップする方法を条件検索して中間体の無損傷構造解析に進展させる予定である。

Causes of Carryover

購入予定の物品を学内で譲り受けたため、使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

生じた使用額は翌年に試薬の購入に当てる予定である。

  • Research Products

    (10 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] On the guiding principles for lucid understanding of the damage-free S1 structure of the CaMn4O5 cluster in the oxygen evolving complex of photosystem II2015

    • Author(s)
      M. Shoji, H. Isobe, S. Yamanaka, M. Suga, F. Akita, J.R. Shen and K. Yamaguchi
    • Journal Title

      Chemical Physics Letters

      Volume: 627 Pages: 44-52

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2015.03.033

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theoretical studies of the damage- free S-1 structure of the CaMn4O5 cluster in oxygen-evolving complex of photosystem II2015

    • Author(s)
      M. Shoji, H. Isobe, S. Yamanaka, M. Suga, F. Akita, J.R. Shen and K. Yamaguchi
    • Journal Title

      Chemical Physics Letters

      Volume: 623 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2015.01.030

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Native structure of photosystem II at 1.95 angstrom resolution viewed by femtosecond X-ray pulses2015

    • Author(s)
      M. Suga, F. Akita, K. Hirata, G.Ueno, H. Murakami, Y. Nakajima, T. Shimizu, K. Yamashita, M. Yamamoto, H. Ago and J.R. Shen
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 517 Pages: 99-103

    • DOI

      10.1038/nature13991

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Radiation damage free structure of photosystem II at 1.95A resolution2015

    • Author(s)
      Michi Suga
    • Organizer
      The 1st SACLA Workshop on Femtosecond Crystallography
    • Place of Presentation
      兵庫県
    • Year and Date
      2015-03-26
    • Invited
  • [Presentation] 光合成で酸素が発生する仕組み2015

    • Author(s)
      菅倫寛
    • Organizer
      テニュアトラック推進機構医学系物質科学分野セミナー「蛋白質立体構造解析の最前線」
    • Place of Presentation
      宮崎県
    • Year and Date
      2015-03-23
    • Invited
  • [Presentation] フェムト秒X 線自由電子レーザーによって得られた1.95A 分解能での天然状態の光化学系II 複合体の結晶構造2015

    • Author(s)
      菅倫寛ら
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      東京都
    • Year and Date
      2015-03-16
  • [Presentation] Native structure of photosystem II at 1.95A resolution revealed by a femtosecond X-ray laser2014

    • Author(s)
      M. Suga et al
    • Organizer
      ICARP 2014
    • Place of Presentation
      兵庫県
    • Year and Date
      2014-11-24
  • [Presentation] XFEL を用いた光化学系II 複合体の無損傷結晶構造解析2014

    • Author(s)
      菅倫寛ら
    • Organizer
      日本結晶学会年会
    • Place of Presentation
      東京都
    • Year and Date
      2014-11-01
  • [Presentation] Crystal structure at 1.5A resolution of the PsbV2 cytochrome from the cyanobacterium Thermosynechococcus elongates.2014

    • Author(s)
      M. Suga et al
    • Organizer
      第5回日本光合成学会年会
    • Place of Presentation
      奈良県
    • Year and Date
      2014-05-30
  • [Remarks] 光化学系Ⅱ複合体の正確な三次元原子構造を解明 -人工光合成開発への糸口に-

    • URL

      http://www.okayama-u.ac.jp/tp/release/release_id251.html

URL: 

Published: 2016-06-01  

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