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生体分子配列系における量子化連鎖反応の生物化学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 11223206
研究種目

特定領域研究(B)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関山口大学

研究代表者

三室 守  山口大学, 理学部, 教授 (40142004)

研究分担者 村上 明男  神戸大学, 内海域機能教育研究センター, 助教授 (50304134)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
42,100千円 (直接経費: 42,100千円)
2001年度: 17,900千円 (直接経費: 17,900千円)
2000年度: 19,700千円 (直接経費: 19,700千円)
1999年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
キーワード光合成 / エネルギー移動 / 連鎖反応系 / 反応中心 / 新規色素 / 量子化反応 / 超高速分光法 / カロテノイド / 緩和過程 / 連鎖反応 / 量子論 / アンテナ / 緑色光合成細菌 / クロロゾーム / フェムト秒分光
研究概要

光合成初期過程として特に重要な光エネルギーの捕獲過程における連鎖反応系を解析した。モデル系を用いず生体試料を対象として行い、応用も視野に入れた。
最近発見された新規色素を持つ光合成生物について、その性質を調べた。クロロフィルdを持つAcaryochloris marinaではそのアンテナのエネルギー準位が反応中心よりも低いにも拘わらず、エネルギー勾配に逆らった移動が起こることを明らかにし、新しい反応系であることを示した。またクロロフィルdを持つ新規の原核藻類を発見し、60年間の論争を決着させた。現在、この色素の存在意義を解析中である。
中心金属に亜鉛を含む新規のバクテリオクロロフィル(Zn-BChla)を持つ光合成細菌Acidiphilium rubrumの反応中心スペシャルペアーの空間配置が紅色細菌のそれとは異なることを磁気円偏光二色性の測定から明らかにした。分子間相互作用が小さいために、反応速度論にも違いが生じていることが示唆された。
シアノバクテリアの主要なアンテナ色素タンパク質であるフィコビリンタンパク質について基準振動解析を行うことでタンパク質構造が連鎖反応系の素子に与える影響を調べた。その結果、タンパク質が素子の電子状態の安定化に寄与していることが実証された。
カロテノイドのアンテナ機能を発現させる機構をフェムト秒蛍光アップコンバージョン法で解析し、S2状態での速い振動緩和過程がアンテナ機能の発現に大きな寄与をしていることを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (58件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (58件)

  • [文献書誌] Papageorgiou G.et.al.: "Membrane lipid unsaturation modulates light-induced and osmotically-induced shift in chlorophyll a fluorescence of Synechocystis sp.PCC 6803"Photosynthe.Res.. 59. 125-136 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mimuro M.et.al.: "Fluorescence properties of Chlorophyll d-dominating prokaryotic alga,Acaryochloris marina:Studies by means of the time-resolved spectroscopy"Biovchim.Biophys.Acta. 1412. 37-46 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akimoto S.et.al.: "Excitation relaxation of carotenoids within the S2 state probed by the femtosecond fluorescence up-conversion method"Chem.Phys.Lett.. 313. 63-68 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ishii et al.: "The effects of pH and ionic strength on the aggregation of bacteriochlorophyll c in aqueous organic media:possibility of two kinds of aggregation forms"Photochem.Photobiol.. 70. 760-765 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 山崎 巌, 秋本 誠志, 三室 守: "光受容蛋白質における超高速光化学反応のレーザー分光による計測"レーザー学会研究会報告. RTM-99. 29-34 (1999)

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  • [文献書誌] Mimuro et al.: "Up-hill energy transfer in a chlorophyll d-dominating oxygenic photosynthetic prokaryote,Acaryochloris marina"Biochim.Biophys.Acta. 1456. 27-34 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Iida et al.: "Characterization of the light-harvesting polypeptide/bacteriochlorophyll a complex isloated from photosynthetic bacteria by linear dichroism spectra"Bull.Chem.Soc.Japan. 73. 221-229 (2000)

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  • [文献書誌] Akimoto et al.: "Excitation relaxation dynamics of linear carotenoids"J.Luminescence. 87-89. 797-799 (2000)

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  • [文献書誌] Mimuro et al.: "Magnetic circular dichroism(MCD)properties of reaction center complexes isolated from the Zn-Bacteriochlorophyll a containing purple bacterium,Acidiphilium rubrum"Biochemistry. 39. 4020-4027 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kikuchi et al.: "Significance of a two-domain structure in subunits of phycobiliproteins revealed by the normal mode analysis"Biophys.J.. 79. 1587-1600 (2000)

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  • [文献書誌] Satoh et al.: "Chlorophyll b expressed in cyanobacteria functions as light-harvesting antenna in photosystem I through flexibility of the proteins"J.Biol.Chem.. 275. 4293-4297 (2001)

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  • [文献書誌] Akimoto et al.: "Temperature effects on excitation relaxation dynamics of the carotenoid,b-carotene and its analogue,b-apo-8'-carotenal,probed by the femtosecond fluorescence spectroscopy"J.Phys.Chem.. (in press). (2002)

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  • [文献書誌] Mimuro et al.: "Unique fluorescence properties of a cyanobacterium Gloeobacter violaceus PCC 7421:Reasons for absence of the long-wavelength PS I Chl a fluorescence at-196℃"Plant & Cell Physiol.. (in press). (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akiyama et al.: "Quest for minor but key chlorophyll molecules in photosynthetic reaction centers-Unusual pigment composition in the reaction centers of the chlorophyll d-dominated cyanobacterium Acaryochloris marina"Photosynthe.Res.. (in press). (2002)

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  • [文献書誌] Mimuro et al.: "Visualization of Excitation Energy Transfer Processes in Plants and Algae"Photosynthe,Res.. (in press). (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mimuro, M., H.Kikuchi: "Antenna Systems and Energy Transfer in Cyanophyta and Rhodophyta"Antenna book(B.R.Green,and W.W.Parson eds.). (in press). (2002)

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  • [文献書誌] 三室 守: "「光合成色素にみる多様性」バイオディバ-シティ・シリーズ3、「藻類の多様性と系統」 千原光雄 編集, (分担執筆)"裳華房. 68-94 (1999)

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  • [文献書誌] 垣谷俊昭, 三室 守 編著: "シリーズ ニューバイオフィッジクスII「電子と生命-新しいバイオエナジェッティックスの展開」"共立出版. 180 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 三室 守, 田中 歩: "「光合成色素系-光エネルギーの捕集」植物生理学 光合成 (佐藤 公行 編集) (分担執筆)"朝倉書店. 10-31 (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Papageorgiou, G. C., Govindjee, R. Govindjee, M. Mimuro, K. Stamatakis, A. Alygizaki-Zorba and N. Murata: "Membrane lipid unsaturation modulates light-induced and osmotically-induced shift in Chlorophyll a fluorescence of Synechocystis sp. PCC 6803."Photosynthe. Res.. 59. 125-136 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Mimuro, S. Akimoto, I. Yamazaki, I. M. Miyashita, and S. Miyachi: "Fluorescence properties of Chlorophyll d-dominating prokaryotic alga, Acaryochloris marina: Studies by means of the time-resolved spectroscopy."Biochim. Biophys. Acta. 1412. 37-46 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akimoto,S.,I. Yamazaki, S.Takaichi, and M. Mimuro: "Excitation relaxation of carotenoids within the S2 state probed by the femtosecond fluorescence up-conversion method."Chem. Phys. Lett.. 313. 63-68 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Ishii, K. Uehara, Y. Ozaki, and M. Mimuro: "The effects of pH and ionic strength on the aggregation of bacteriochlorophyll c in aqueous organic media: possibility of two kinds of aggregation forms."Photochem. Photobiol.. 70. 760-765 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Mimuro, K. Hirayama, K. Uezono, H. Miyashita, and S. Miyachi: "Up-hill energy transfer in a chlorophyll d-dominating oxygenic photosynthetic prokaryote, acaryochloris marina."Biochim. Biophys. Acta. 1456. 27-34 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Iida, N. Ohya, A. Kashiwada, M. Mimuro, and M. Nango: "Characterization of the light-harvesting polypeptide/bacteriochlorophyll a complex isolated from photosynthetic acteria by linear dichroism spectra."Bull. Chem. Soc. Japan. 73. 221-229 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Akimoto, I. Yamazaki, S. Takaichi, and M. Mimuro: "Excitation relaxation dynamics of linear carotenoids"J. Luminescence. 87-89. 797-799 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Mimuro, M. Kobayashi, K. Shimada, K. Uezono, and T. Nozawa: "Magnetic circular dichroism (MCD) properties of reaction center complexes isolated from the Xn-Bacteriochlorophyll a containing purple bacterium, Acidiphilium rubrum."Biochemistry. 39. 4020-4027 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kikuchi, H. Wako, K. Yura, M. Go, and M. Mimuro: "Significance of a two-domain structure in subunits of phycobiliproteins revealed by the normal mode analysis."Biophysical Journal. 79. 1587-1600 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Satoh, M. Ikeuchi, M. Mimuro, and A. Tanaka: "Chlorophyll b expressed in cyanobacteria functions as light-harvesting antenna in photosystem I through flexibility of the proteins."J. Biol. Chem.. 276. 4293-4297 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Akimoto, I. Yamazaki, T. Sakawa, and M. Mimuro: "Temperature effects on excitation relaxation dynamics of the carotenoid, B-carotene and its analogue, β-apo-8'-carotenal, probed by the femtosecond fluorescence spectroscopy"J. Phys. Chem.. (in press). (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Mimuro, T. Ookubo, D. Takahashi, T. Sakawa, S. Akimoto, I. Yamazaki, and H. Miyashita: "Unique fluorescence properties of a cyanobacterium Gloeobacter violaceus PCC 7421: Reasons for absence of the long-wavelength PS I Chl a fluorescence at -196℃."Plant & Cell Physiology. (in Press). (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Akiyama, H. Miyashita, H. Kise, T. Watanabe, M. Mimuro, S. Miyachi, and M. Kobayashi: "Quest for minor but key chlorophyll molecules in photosynthetic reaction centers - Unusual pigment composition in the reaction centers of the chlorophyll d-dominated cyanobacterium Acaryochloris marina"Photosynthe. Res.. (In press). (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Mimuro: "Visualization of Excitation Energy Transfer Processes in Plants and Algae. Historical Minireview on Millennium Issue."Photosynthe. Res.. (In press). (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Satoh, M.Ikeuchi, M.Mimuro, A.Tanaka: "Chlorophyll b expressed in cyanobacteria functions as light-harvesting antenna in photosystem I through flexibility of the proteins"Journal of Biological Chemistry. 276. 4293-4297 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Akimoto, I.Yamazaki, T.Sakawa, M.Mimuro: "Temperature effects on excitation relaxation dynamics of the carotenoid, β-carotene and its analogue, β-apo-8'-carotenal, probed by the femtosecond fluorescence spectroscopy"Journal of Physical Chemistry. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Mimuro: "Visualization of excitation energy transfer processes in plants and algae"Photosynthesis Research. (In press). (2002)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 三室 守, 田中 歩: "「光合成色素系-光エネルギーの捕集」(植物生理学 光合成)"朝倉書店(印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Iida,K. et al.: "Characterization of the light-harvesting polypeptide/bacteriochlorophyll a complex isloated from photosynthetic bacteria by linear dichroism spectra."Bull.Chem.Soc.Japan. 73. 221-229 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Mimuro,M. et al.: "Up-hill energy transfer in a chlorophyll d-dominating oxygenic photosynthetic prokaryote, Acaryochloris marina."Biochimica et Biophysica Acta. 1456. 27-34 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Akimoto et al.,: "Excitation relaxation dynamics of linear carotenoids"J.Luminescence. 87-89. 797-799 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Mimuro et al.,: "Magnetic circular dichroism (MCD) properties of reaction center complexes isolated from the Zn-Bacteriochlorophyll α containing purple bacteium, Acidiphilium rubrum."Biochemistry. 39. 4020-4027 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kikuchi et al.,: "Significance of a two-domain structure in subunits of phycobiliproteins revealed by the normal mode analysis."Biophysical Journal. 79. 1587-1660 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Satoh et al.,: "Chlorophyll b expressed in cyanobacteria functions as light-harvesting antenna in photosystem I through flexibility of the proteins."Journal of Biological Chemistry. (in press). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 三室守: "電子と生命-新しいバイオエナジェッティックスの展開"共立出版. 180 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 三室守,田中歩: "植物生理学"朝倉書店(印刷中). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Papageorgiou,G.C. et al.: "Membrane Lipid unsaturation modulates light-induced and osmotically-induced shift in chlorophyll a fluorescence of Synechocystis sp. PCC6803"Photosynthe.Research. 59. 125-136 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Mimuro,M. et al.: "Fluorescence properties of Chlorophyll d-dominating prokaryotic alga, Acaryochloris marina : Studies by means of the time-resolved spectroscopy"Biochimica et Biophysica Acta. 1412. 37-46 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Akimoto,S. et al.: "Excitation relaxation of carotenoids within the S2 state probed by the femtosecond fluorescence up-conversion method"Chemical Physics Letters. 313. 63-68 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Ishii,T. et al.: "The effects of pH and ionic strength on the aggregation of bacteriochlorophyll c in aqueous organic media : possibility of two kinds of aggregation forms"Photochemistry and Photobiology. 70. 760-765 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Iida,K. et al.: "Characterization of the light-harvesting polypeptide/bacteriochlorophyll a complex isloated from photosynthetic bacteria by linear dichroism spectra"Bull.Chem.Soc.Japan. 73. 221-229 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Mimuro,M. et al.: "Up-hill energy transfer in a chlorophyll d-dominating oxygenic photosynthetic prokaryote, Acaryochloris marina"Biochimica et Biophysica Acta. 1456. 27-34 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Mimuro,M. et al.: "Magnetic circular dichroism (MCD) properties of reaction center complexes isolated from the Zn-Bacteriochlorophyll a containing purple bacterium, Acidiphilium rubrum"Biochemistry. (in press).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Akimoto,S. et al.: "Excitation relaxation dynamics of linear carotenoids"J.Luminescence. (in press).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 山崎巌 他: "光受容蛋白質における超高速光化学反応のレーザー分光による計測"レーザー生物・医学応用. RTM-99-31. 29-34 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Mimuro,M. et al.: "Concepts in Photobiology : Photosynthesis and Photomorphogenesis"Kluwer Academic Pub.. (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 三室守: "藻類の多様性と系統"裳華房. (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 三室守: "光がもたらす生命と地球の共進化:エネルギーと食糧と地球環境に対するグローバルな視点"中部経済新聞社. (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 三室守: "電子と生命-新しいバイオエナジェッティックスの展開"共立出版 (印刷中).

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      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2018-03-28  

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