光合成タンパク質に結合するクロロフィルの構造変換反応解析と光合成代謝研究への展開

• 研究課題/領域番号: 12J10419
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 有機化学
• 研究機関: 近畿大学
• 研究代表者: 定岡 香菜 近畿大学, 総合理工学研究科, 特別研究員(DC2)
• 研究期間 (年度): 2012 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円); 2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
• キーワード: 光合成 / クロロフィル / 光捕集タンパク質

研究概要

本年度は、研究ターゲットに設定している高等植物の光捕集アンテナ色素タンパク質 LHCIIと、含まれる色素のひとつであるクロロフィルb、およびそのモデル化合物の物性・反応性に関する研究を推進した。LHCIIに関する研究では、高等植物であるほうれん草からショ糖密度勾配遠心法を用いて LHCIIを単離精製し、その色素組成、タンパク質組成、分光特性を電気泳動法や分光分析で調べるとともに、LHCIIに結合しているクロロフィルaとクロロフィルbの化学反応性を可視吸収分光法、円二色性分光法、定常蛍光分光法、高速液体クロマトグラフィー分析によって解析した。
クロロフィルbとそのモデル化合物に関する研究では、クロロフィルbを出発原料としホルミル基を2個保持するクロロフィル誘導体を合成した。また、クロロフィル色素の分解過程で重要である脱金属反応について、合成したジホルミルクロロフィル誘導体とクロロフィルa/b/d誘導体を用いて解析し、構造に依存した脱金属反応特性を解明した。さらに、それら誘導体のFT-IRスペクトルを測定し、3位ホルミル基と7位ホルミル基のクロリン環に対する共役の違いについて考察した。
本研究の成果は、筆頭著者として査読付原著論文を2報(J. Porphyrins Phthalocyanines、Bioorg. Med. Chem.)発表している。あわせて、国際学会と国内学会でのポスター発表を2件行った。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

研究成果

• [雑誌論文] Demetalation Kinetics of the Zinc Chlorophyll Derivative Possessing Two Formyl Groups : Effects of Formyl Groups Conjugated to the Chlorin Macrocycle on Physicochemical Properties of Photosynthetic Pigments (2013)
  • 著者名/発表者名: 定岡 香菜、大庭 亨、民秋 均、柏村 成史、佐賀 佳央
  • 雑誌名: Journal of Porphyrins and Phthalocyanines 巻: 17 号: 11 ページ: 1120-1128
  • DOI: 10.1142/s1088424613500788
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pheophytinization Kinetics of Chlorophyll c under Weakly Acidic Conditions : Effects of Acrylic Acid Residue at the 17-Position (2013)
  • 著者名/発表者名: 定岡 香菜、庄司 淳、廣田 圭耶、塚谷 祐介、民秋 均、柏村 成史、佐賀 佳央
  • 雑誌名: Bioorganic & Medicinal Chemistry 巻: 21 号: 22 ページ: 6915-6919
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2013.09.032
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure-Dependent Demetalation Kinetics of Chlorophyll a Analogs under Acidic Conditions (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐賀佳央、平井友季、定岡香菜、伊佐治恵、民秋均
  • 雑誌名: Photochemistry and Photobiology 巻: 89 号: 1 ページ: 68-73
  • DOI: 10.1111/j.1751-1097.2012.01213.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Systematic Analysis of the Demetalation Kinetics of Zinc Chlorophyll Derivatives Possessing Different Substituents at the 3-position : Effects of the Electron-Withdrawing and Electron-Donating Strength of Peripheral Substituents (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐賀佳央、小走裕太、定岡香菜
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 52 号: 1 ページ: 204-210
  • DOI: 10.1021/ic3016782
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of the 13-Keto Group in the E-Ring of Zinc Chlorophyll Derivatives on Demetalation Kinetics under Acidic Conditions (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐賀佳央、丸子茜、定岡香菜、高橋直哉
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 印刷中(印刷中)
  • NAID: 10031176046
  • 査読あり
• [学会発表] Demetalation properties of chlorophyll c isolated from the diatom Chaetoceros gracilis (2013)
  • 著者名/発表者名: 定岡香菜、庄司淳、塚谷祐介、吉冨 太一、民秋 均、佐賀 佳央
  • 学会等名: 15^<th> Congress of the European Society for Photobioloey
  • 発表場所: Liege (Belgium)
  • 年月日: 2013-09-04
• [学会発表] Chaetoceros gracilisから単離したクロロフィルcの脱金属反応特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 定岡 香菜、廣田 圭耶、庄司 淳、塚谷 祐介、吉冨 太一、民秋 均、佐賀 佳央
  • 学会等名: 第21回光合成セミナー
  • 発表場所: 名古屋工業大学(名古屋)
  • 年月日: 2013-07-06
• [学会発表] クロロフィル類の脱金属反応特性に対するテトラピロール環置換基の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 定岡香菜
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀)
  • 年月日: 2013-03-24
• [学会発表] Structure-dependent pheophytinization properties of natural chlorophylls and their synthetic analogs (2012)
  • 著者名/発表者名: 定岡香菜
  • 学会等名: Second International Symposium on Biosynthesis of Tetrapyrroles
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀)
  • 年月日: 2012-12-01
• [学会発表] 3、7-ジホルミルクロロフィル誘導体の合成と物性解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 定岡香菜
  • 学会等名: 第6回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学(北海道)
  • 年月日: 2012-09-07
• [学会発表] Kinetic analysis of demetalation of chlorophyll a and its analogs : effects of the molecular structures (2012)
  • 著者名/発表者名: 定岡香菜
  • 学会等名: XXIV IUPAC Symposium on Photochemistry
  • 発表場所: Coimbra大学(Portugal)
  • 年月日: 2012-07-16