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2013 Fiscal Year Annual Research Report

光合成細菌の生合成反応を利用した天然型光捕集超分子の機能化

Publicly Offered Research

Project AreaChemical conversion of solar energy by artificial photosynthesis: a breakthrough by fusion of related fields toward realization of practical processes
Project/Area Number 25107525
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Research InstitutionKinki University

Principal Investigator

佐賀 佳央  近畿大学, 理工学部, 准教授 (60411576)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Keywords光合成 / クロロゾーム / 緑色光合成細菌 / バクテリオクロロフィル / 生合成
Research Abstract

優れた光エネルギー捕集・伝達機能を有する天然型の光合成光捕集超分子の良さを生かしながら人工光合成に展開するためには、精密な色素集積構造を保持しつつ、光機能性や安定性の制御、新たな機能性付与を行う方法論が重要である。そこで本研究では、緑色光合成細菌の膜外集光アンテナ超分子・クロロゾームを主な研究対象とし、構成分子の生合成過程を利用して改変を行う方法論の開発を目的とした研究を推進している。また、クロロゾームのエネルギー受容部位へ合成分子を再構成することによる機能化法の開発を目指した研究も行っている。
平成25年度は、クロロゾームの光機能性部位を形成するバクテリオクロロフィルc分子の長鎖エステル鎖を色素生合成の最終段階の反応を利用して細胞内で改変した。末端にハロゲンを有する長鎖アルコールを添加して緑色硫黄光合成細菌を培養することで、長鎖エステル鎖末端にハロゲンを有する非天然型バクテリオクロロフィルcの生合成に成功した。これらの非天然型バクテリオクロロフィルcは細胞内でクロロゾーム型の色素集積構造を形成することが示された。また、クロロゾームのエネルギー受容部位であるベースプレート色素タンパク質を合成エネルギー受容体で置換することを目指し、複数の両親媒性バクテリオクロリン分子を天然バクテリオクロロフィルaを原料として作成し、ベースプレート除去クロロゾームへの再構成を試みた。
これらの研究成果は、査読付論文2報、学会発表8件で報告した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の研究計画では平成25年度は、・クロロゾームの光機能性部位を形成するバクテリオクロロフィル分子の生合成過程を利用した改変を計画しており、実際にそれらに関する研究をおおむね順調に推進し得られた成果を査読付論文2報、学会発表8件で報告した。

Strategy for Future Research Activity

今年度の研究を遂行状況がおおむね順調であることから、今後も当初の計画通りに研究を推進する予定である。すなわち、クロロゾームの構成分子をそれらの生合成を利用して改変することでクロロゾームを改変し、超分子構造と機能を調べるとともに、クロロゾームのエネルギー受容部位へ合成分子を再構成することによる機能化を行う。

  • Research Products

    (10 results)

All 2014 2013

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Biosynthesis of Bacteriochlorophyll c Derivatives Possessing Chlorine and Bromide Atoms at the Terminal of Esterifying Chains in the Green Sulfur Photosynthetic Bacterium2014

    • Author(s)
      Y. Saga, K. Hayashi, T. Mizoguchi, H. Tamiaki
    • Journal Title

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      Volume: 118 Pages: in press

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2013.12.023

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis and Self-Assembly of Amphiphilic Zinc Chlorophyll Derivatives Possessing a Crown Ether at the 17-Propionate Residue2013

    • Author(s)
      N. Takahashi, H. Tamiaki, Y. Saga
    • Journal Title

      Tetrahedron

      Volume: 69 Pages: 3638-3645

    • DOI

      10.1016/j.tet.2013.03.015

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 色素生合成によるバクテリオクロロフィルcのエステル部位への不飽和結合を末端に有する炭化水素鎖の導入2014

    • Author(s)
      佐賀 佳央、林 圭介、民秋 均
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋)
    • Year and Date
      20140327-20140330
  • [Presentation] 膜面で人工エネルギー受容体として機能する両親媒性バクテリオクロロフィルa誘導体の合成2014

    • Author(s)
      高橋 直哉、宮武 智弘、民秋 均、佐賀 佳央
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋)
    • Year and Date
      20140327-20140330
  • [Presentation] 光合成細菌の色素生合成を利用した光捕集バクテリオクロロフィルのエステル鎖改変2013

    • Author(s)
      佐賀 佳央、林 圭介、廣田 圭耶、川村 権史、溝口 正、民秋 均
    • 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(名古屋)
    • Year and Date
      20130927-20130929
  • [Presentation] 緑色硫黄光合成細菌のバクテリオクロロフィル合成酵素の活性測定2013

    • Author(s)
      佐賀 佳央、廣田 圭耶、原田 二朗、民秋 均
    • 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(名古屋)
    • Year and Date
      20130927-20130929
  • [Presentation] 紅色光合成細菌の光捕集タンパク質LH2への長鎖エステル鎖を改変したバクテリオクロロフィルa誘導体の再構成2013

    • Author(s)
      佐賀 佳央、川村 権史
    • 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(名古屋)
    • Year and Date
      20130927-20130929
  • [Presentation] In vivo Substitution at the Terminus of the Esterifying Chain of Bacteriochlorophyll c in the Green Sulfur Photosynthetic Bacterium Chlorobaculum tepidum2013

    • Author(s)
      Y. Saga, K. Hayashi, T. Mizoguchi, H. Tamiaki
    • Organizer
      Light-Harvesting Satellite Meeting of the 16th International Congress on Photosynthesis Research
    • Place of Presentation
      St. Louis (USA)
    • Year and Date
      20130808-20130811
  • [Presentation] Alteration of Light-Harvesting Complexes in Green Photosynthetic Bacteria by Biosynthetic Reactions2013

    • Author(s)
      Y. Saga
    • Organizer
      9th International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
    • Place of Presentation
      立命館大学(草津)
    • Year and Date
      20130628-20130630
    • Invited
  • [Presentation] Biosynthesis of Unnatural Bacteriochlorophyll c Esterified with Linear Alcohols Possessing Halogen in the Green Sulfur Photosynthetic Bacterium Chlorobaculum tepidum2013

    • Author(s)
      Y. Saga, K. Hayashi, T. Mizoguchi, H. Tamiaki
    • Organizer
      9th International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
    • Place of Presentation
      立命館大学(草津)
    • Year and Date
      20130628-20130630

URL: 

Published: 2015-05-28  

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