光合成による水分解：プロトン共役電子移動の分子機作

• 研究課題/領域番号: 17H03662
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 野口 巧 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (60241246)
• 研究分担者: 杉浦 美羽 愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 准教授 (80312255)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円); 2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2017年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
• キーワード: 生物物理 / 光合成 / 赤外分光 / 水分解 / 電子移動 / 酸素発生 / 光化学系Ⅱ / プロトン移動 / 部位特異的変異 / 赤外分光法 / 量子化学計算

研究成果の概要

光合成水分解反応のプロトン共役電子移動のメカニズムについて、赤外分光法、量子化学計算、部位特異的変換などを用いて研究を行った。水分解反応の各中間状態遷移におけるプロトン、水分子、および電子移動の過程を追跡し、光化学系Ⅱタンパク質におけるプロトンおよび水分子の移動経路を同定した。また、水分解の触媒部位であるMn4CaO5クラスターの形成過程を観測し、その構築機構のモデルを提唱した。さらに、Mnのアミノ酸配位子の新奇なアミノ酸変換機構を見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果により、天然の光合成における水分解・酸素発生反応の分子機構、およびその触媒部位であるMn4CaO５クラスターの構築過程について多くの知見が得られた。現在人類が直面するエネルギー問題、地球温暖化問題の解決の鍵を握る、人工光合成系の構築および実用化のためには、高効率な水分解触媒の開発が急務であり、本研究で得られた知見は、こうした人工水分解触媒の設計の基本原理を与え、大きく社会に貢献するものであると考えている

研究成果

• [国際共同研究] 中国科学院(中国)
• [国際共同研究] CEA Saclay(フランス)
• [雑誌論文] 明らかにされつつある光合成によるエネルギー変換のしくみと応用への期待 (2021)
  • 著者名/発表者名: 杉浦美羽
  • 雑誌名: 電気評論 巻: 4月号
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid-Scan Time-Resolved ATR-FTIR Study on the Photoassembly of the Water-Oxidizing Mn4CaO5 Cluster in Photosystem II (2021)
  • 著者名/発表者名: A. Sato, Y. Nakano, S. Nakamura, and T. Noguchi
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry B 巻: 125 号: 16 ページ: 4031-4045
  • DOI: 10.1021/acs.jpcb.1c01624
  • 査読あり
• [雑誌論文] A gold nanoparticle conjugate with photosystem I and photosystem II for development of a biohybrid water-splitting photocatalyst (2020)
  • 著者名/発表者名: Kawahara Kousuke、Inoue-Kahino Natsuko、Namie Keisuke、Kato Yuki、Tomo Tatsuya、Shibata Yutaka、Kashino Yasuhiro、Noguchi Takumi
  • 雑誌名: Biomedical Spectroscopy and Imaging 巻: 9 号: 1-2 ページ: 73-81
  • DOI: 10.3233/bsi-200200
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Molecular Structure of the S2 State with a g = 5 Signal in the Oxygen Evolving Complex of Photosystem II (2020)
  • 著者名/発表者名: Taguchi Shota、Noguchi Takumi、Mino Hiroyuki
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry B 巻: 124 号: 27 ページ: 5531-5537
  • DOI: 10.1021/acs.jpcb.0c02913
  • NAID: 120006869619
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of the High-Spin S2 State Related to the Extrinsic Proteins in the Oxygen Evolving Complex of Photosystem II (2020)
  • 著者名/発表者名: Taguchi Shota、Shen Liangliang、Han Guangye、Umena Yasufumi、Shen Jian-Ren、Noguchi Takumi、Mino Hiroyuki
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry Letters 巻: 11 号: 20 ページ: 8908-8913
  • DOI: 10.1021/acs.jpclett.0c02411
  • NAID: 120006890087
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Structural Dynamics of a Protein Domain Relevant to the Water-Oxidizing Complex in Photosystem II as Visualized by High-Speed Atomic Force Microscopy (2020)
  • 著者名/発表者名: Tokano Takaya、Kato Yuki、Sugiyama Shogo、Uchihashi Takayuki、Noguchi Takumi
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry B 巻: 124 号: 28 ページ: 5847-5857
  • DOI: 10.1021/acs.jpcb.0c03892
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protonation structure of the photosynthetic water oxidizing complex in the S0 state as revealed by normal mode analysis using quantum mechanics/molecular mechanics calculations (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Masao、Nakamura Shin、Noguchi Takumi
  • 雑誌名: Physical Chemistry Chemical Physics 巻: 22 号: 42 ページ: 24213-24225
  • DOI: 10.1039/d0cp04079g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protonation State of a Key Histidine Ligand in the Iron-Quinone Complex of Photosystem II as Revealed by Light-Induced ATR-FTIR Spectroscopy (2020)
  • 著者名/発表者名: Kimura Masakazu、Kato Yuki、Noguchi Takumi
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 59 号: 45 ページ: 4336-4343
  • DOI: 10.1021/acs.biochem.0c00810
  • 査読あり
• [雑誌論文] Probing the role of Arginine 323 of the D1 protein in Photosystem II function (2020)
  • 著者名/発表者名: Sugiura, M., Taniguchi, T., Tango, N., Nakamura, M., Selles, J., and Boussac, A.
  • 雑誌名: Physiol. Plant. 巻: - 号: 2 ページ: 183-199
  • DOI: 10.1111/ppl.13115
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Fourier transform infrared and mass spectrometry analyses of a site-directed mutant of D1-Asp170 as a ligand to the water-oxidizing Mn4CaO5 cluster in photosystem II (2020)
  • 著者名/発表者名: T. Kitajima-Ihara, T. Suzuki, S. Nakamura, Y. Shimada, R. Nagao, N. Dohmae, and T. Noguchi
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta Bioenergetics 巻: 1861 号: 1 ページ: 148086-148086
  • DOI: 10.1016/j.bbabio.2019.148086
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of the O4 channel in photosynthetic water oxidation as revealed by Fourier transform infrared difference and time-resolved infrared analysis of the D1-S169A mutant (2020)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimada, T. Kitajima-Ihara, R. Nagao, and T. Noguchi
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: 124 号: 8 ページ: 1470-1480
  • DOI: 10.1021/acs.jpcb.9b11946
  • 査読あり
• [雑誌論文] What can we still learn from the electrochromic band-shifts in Photosystem II? (2020)
  • 著者名/発表者名: A. Boussac, J. Selles, and M. Sugiura,
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta Bioenergetics 巻: 1861 号: 5-6 ページ: 148176-148176
  • DOI: 10.1016/j.bbabio.2020.148176
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Proton Release Process during the S2-to-S3 Transition of Photosynthetic Water Oxidation As Revealed by the pH Dependence of Kinetics Monitored by Time-Resolved Infrared Spectroscopy (2019)
  • 著者名/発表者名: Takemoto Hiroshi、Sugiura Miwa、Noguchi Takumi
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 58 号: 42 ページ: 4276-4283
  • DOI: 10.1021/acs.biochem.9b00680
  • 査読あり
• [雑誌論文] FTIR Microspectroscopic Analysis of the Water Oxidation Reaction in a Single Photosystem II Microcrystal (2019)
  • 著者名/発表者名: Kato Yuki、Haniu Satoshi、Nakajima Yoshiki、Akita Fusamichi、Shen Jian-Ren、Noguchi Takumi
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry B 巻: 124 号: 1 ページ: 121-127
  • DOI: 10.1021/acs.jpcb.9b10154
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Does the water-oxidizing Mn4CaO5 cluster regulate the redox potential of the primary quinone electron acceptor QA in photosystem II? A study by Fourier transform infrared spectroelectrochemistry (2019)
  • 著者名/発表者名: Kato Yuki、Ohira Ayaka、Nagao Ryo、Noguchi Takumi
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics 巻: 1860 号: 12 ページ: 148082-148082
  • DOI: 10.1016/j.bbabio.2019.148082
  • 査読あり
• [雑誌論文] An alternative plant-like cyanobacterial ferredoxin with unprecedented structural and functional properties (2019)
  • 著者名/発表者名: Motomura Taiki、Zuccarello Lidia、S?tif Pierre、Boussac Alain、Umena Yasufumi、Lemaire David、Tripathy Jatindra N.、Sugiura Miwa、Hienerwadel Rainer、Shen Jian-Ren、Berthomieu Catherine
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics 巻: 1860 号: 11 ページ: 148084-148084
  • DOI: 10.1016/j.bbabio.2019.148084
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Redox-state dependent blinking of single photosystem I trimers at around liquid-nitrogen temperature (2019)
  • 著者名/発表者名: Jana, S., Du, T., Nagao, R., Noguchi, T., Shibata, Y.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 巻: 1860 号: 1 ページ: 30-40
  • DOI: 10.1016/j.bbabio.2018.11.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] New insights on ChlD1 function in Photosystem II from site-directed mutants of D1-T179 in Thermosynechococcus elongatus (2019)
  • 著者名/発表者名: Takegawa, Y., Nakamura, M., Nakamura, S., Noguchi, T., Selles, J., Rutherford, A. W., Boussac, A., and Sugiura, M.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta (Bioenergetics) 巻: 1860 号: 4 ページ: 297-309
  • DOI: 10.1016/j.bbabio.2019.01.008
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Initial Mn2+ binding site in photoassembly of the water-oxidizing Mn4CaO5 cluster in photosystem II as studied by quantum mechanics/molecular mechanics calculations (2019)
  • 著者名/発表者名: S. Nakamura and T. Noguchi
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 巻: 721 ページ: 62-67
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2019.02.029
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fourier Transform Infrared Analysis of the S-State Cycle of Water Oxidation in the Microcrystals of Photosystem II (2018)
  • 著者名/発表者名: Kato Yuki、Akita Fusamichi、Nakajima Yoshiki、Suga Michihiro、Umena Yasufumi、Shen Jian-Ren、Noguchi Takumi
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry Letters 巻: 9 号: 9 ページ: 2121-2126
  • DOI: 10.1021/acs.jpclett.8b00638
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] pH-Dependent regulation of the relaxation rate of the radical anion of the secondary quinone electron acceptor QB in photosystem II as revealed by Fourier transform infrared spectroscopy (2018)
  • 著者名/発表者名: Y. Nozawa, and T. Noguchi
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 57 号: 19 ページ: 2828-2836
  • DOI: 10.1021/acs.biochem.8b00263
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism of methanol inhibition of photosynthetic water oxidation as studied by Fourier transform infrared difference and time-resolved infrared spectroscopies (2018)
  • 著者名/発表者名: H. Yata, and T. Noguchi
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 57 号: 32 ページ: 4803-4815
  • DOI: 10.1021/acs.biochem.8b00596
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thylakoid membrane lipid sulfoquinovosyl-diacylglycerol (SQDG) is required for full functioning of photosystem II in Thermosynechococcus elongatus (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, Y., Umena, Y., Nagao, R., Endo, K., Kobayashi, K., Akita, F., Suga, M., Wada, H., Noguchi, T., Shen, J.-R.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 293 号: 38 ページ: 14786-14797
  • DOI: 10.1074/jbc.ra118.004304
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mechanism of proton-coupled electron transfer in the S0-to-S1 transition of photosynthetic water oxidation as revealed by time-resolved infrared spectroscopy (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Shimizu, M. Sugiura, and T. Noguchi
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B. 巻: 122 号: 41 ページ: 9460-9470
  • DOI: 10.1021/acs.jpcb.8b07455
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of photosynthetic activities in thylakoid membranes by means of Fourier transform infrared spectroscopy (2018)
  • 著者名/発表者名: Nagao, R., Kitazaki, S., Noguchi, T.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta, Bioenerg. 巻: 1859 号: 2 ページ: 129-136
  • DOI: 10.1016/j.bbabio.2017.11.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] PsbP-induced protein conformational changes around Cl? ions in the water oxidizing center of photosystem II (2018)
  • 著者名/発表者名: J. Kondo, and T. Noguchi
  • 雑誌名: Photosynthetica 巻: 56 号: SPECIAL ISSUE ページ: 178-184
  • DOI: 10.1007/s11099-017-0749-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorescence property of photosystem II protein complexes bound to a gold nanoparticle (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Tahara, A. Mohamed, K. Kawahara, R. Nagao, Y. Kato, H. Fukumura, Y. Shibata, T. Noguchi
  • 雑誌名: Faraday Discussions 巻: 印刷中 ページ: 121-134
  • DOI: 10.1039/c6fd00188b
  • NAID: 120006343676
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Light-induced structural changes and the site of O=O bond formation in PSII caught by XFEL. (2017)
  • 著者名/発表者名: Suga, M.†, Akita, F.†, Sugahara, M.†, Kubo, M.†, Nakajima, Y.† et al. (†equal contribution)(38人中1番目)
  • 雑誌名: Nature 巻: 543 号: 7643 ページ: 131-135
  • DOI: 10.1038/nature21400
  • NAID: 120006344935
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Monitoring the reaction process during the S2→S3 transition in photosynthetic water oxidation using time-resolve infrared spectroscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Sakamoto, T. Shimizu, R. Nagao, T. Noguchi
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 139 号: 5 ページ: 2022-2029
  • DOI: 10.1021/jacs.6b11989
  • NAID: 120006305572
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Genetically introduced hydrogen bond interactions reveal an asymmetric charge distribution on the radical cation of the special-pair chlorophyll P680 (2017)
  • 著者名/発表者名: R. Nagao, M. Yamaguchi, S. Nakamura, H. Ueoka-Nakanishi, T. Noguchi
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 印刷中 号: 18 ページ: 7474-7486
  • DOI: 10.1074/jbc.m117.781062
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Infrared determination of the protonation state of a key histidine residue in the photosynthetic water oxidizing center (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Nakamura, T. Noguchi
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 139 号: 27 ページ: 9364-9375
  • DOI: 10.1021/jacs.7b04924
  • 査読あり
• [雑誌論文] D1-Asn-298 in photosystem II is involved in a hydrogen-bond network near the redox-active tyrosine YZ for proton exit during water oxidation (2017)
  • 著者名/発表者名: Nagao, R., Ueoka-Nakanishi, H., Noguchi, T.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 292 号: 49 ページ: 20046-20057
  • DOI: 10.1074/jbc.m117.815183
  • NAID: 120006473518
  • 査読あり
• [学会発表] 光化学系Ⅱにおけるルーメン側タンパク質ドメインの動的構造変化の高速AFM観察 (2021)
  • 著者名/発表者名: 戸叶貴也、加藤祐樹、杉山翔吾、内橋貴之、野口巧
  • 学会等名: 新学術領域研究「革新的光物質変換」第3回公開シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Effects of herbicide and formate on the redox potential of the primary quinone QA in photosystem II (2021)
  • 著者名/発表者名: 加藤祐樹、野口巧
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
• [学会発表] Mechanism of novel amino acid conversion of a Mn-cluster ligand in photosystem II (2021)
  • 著者名/発表者名: 嶋田友一郎、鈴木健裕、北島(井原)智美、長尾遼、堂前直、野口巧
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
• [学会発表] Formation of high spin S2 intermediate state related to g~5 EPR signal in the oxygen evolving complex (2021)
  • 著者名/発表者名: 三野広幸、田口翔太、Liangliang Shen、Guangye Han、梅名泰史、沈建仁、野口巧
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
• [学会発表] Effects of mutations in the Loop4 region of PsbP on the oxygen-evolving activity of photosystem II (2021)
  • 著者名/発表者名: 今泉滉、西村大志、長尾遼、加藤祐樹、中野雄司、野口巧、伊福健太郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
• [学会発表] 光化学系IIにおける励起・電荷分離の分子機構 (2021)
  • 著者名/発表者名: 杉浦美羽
  • 学会等名: 新学術領域研究「革新的光物質変換」第3回公開シンポジウム
• [学会発表] FTIR spectroelectrochemical study on the mechanism of the pH dependence of the redox potential of the non-heme iron in photosystem II (2020)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kato, Hiroki Watanabe, Takumi Noguchi
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
• [学会発表] Time-resolved infrared detection of electron transfer between quinone electron acceptors QA and QB in photosystem II (2020)
  • 著者名/発表者名: 伊藤帆奈美、加藤佑樹、野口巧
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
• [学会発表] Role of D1-His252 in the reaction of the secondary quinone electron accepter QB in photosystem II (2020)
  • 著者名/発表者名: 小林智幸、嶋田友一郎、長尾遼、野口巧
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
• [学会発表] Novel amino acid conversion of a His mutant of D1-Asp170 in photosystem II (2020)
  • 著者名/発表者名: 嶋田友一郎、北島(井原)智美、長尾遼、野口巧
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
• [学会発表] Molecular structure of the S2 state with a g = 5 signal in the oxygen evolving complex of photosystem II (2020)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Mino、Shota Taguchi、Takumi Noguchi
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
• [学会発表] Involvement of the chloride channel in proton transfer during water oxidation in photosystem II (2020)
  • 著者名/発表者名: 杉山綾音、嶋田友一郎、長尾遼、野口巧
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
• [学会発表] g = 5 をもつ酸素発生系マンガンクラスターの分子構造 (2020)
  • 著者名/発表者名: 三野広幸、田口翔太、野口巧
  • 学会等名: 電子スピンサイエンス学会年会
• [学会発表] 高速原子間力顕微鏡を用いた光化学系IIの動態観察 (2020)
  • 著者名/発表者名: 戸叶貴也、加藤祐樹、杉山翔吾、野口巧、内橋貴之
  • 学会等名: 日本生体エネルギー研究会
• [学会発表] 顕微赤外分光法を用いた光合成光化学系IIの単一微結晶における水分解反応の解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 加藤祐樹, 埴生悟史, 中島芳樹, 秋田総理, 沈 建仁, 野口 巧
  • 学会等名: 日本物理学会年会
• [学会発表] 光化学系IIのpHに依存した電子移動制御におけるD1-H252の役割 (2020)
  • 著者名/発表者名: 嶋田友一郎、中島聖竜、小林智幸、長尾遼、野口巧
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
• [学会発表] 光化学系IIにおけるMnクラスターのカルボキシレート配位子変異体の光誘起アミノ酸変換 (2020)
  • 著者名/発表者名: 北島(井原)智美、鈴木健裕、中村伸、嶋田友一郎、長尾遼、堂前直、野口巧
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
• [学会発表] Infrared analyses of electron and proton transfer reactions in photosystem II (2019)
  • 著者名/発表者名: Takumi Noguchi
  • 学会等名: Annual Meeting of the French Photosynthesis Society,
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 顕微赤外分光法による光化学系IIの単一微結晶における水分解反応の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 加藤祐樹、埴生悟史、中島芳樹、秋田総理、沈 建仁、野口 巧
  • 学会等名: 第10回日本光合成学会年会
• [学会発表] 光化学系IIにおけるpHに依存する電子移動制御の分子機構、第10回日本光合成学会年会 (2019)
  • 著者名/発表者名: 嶋田友一郎、中島聖竜、長尾遼、野口巧
  • 学会等名: 第10回日本光合成学会年会
• [学会発表] FTIR study on the water oxidation reaction in photosystem II microcrystals (2019)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kato, Fusamichi Akita, Yoshiki Nakajima, Satoshi Haniu, Michihiro Suga, Yasufumi Umena, Jian-Ren Shen, Takumi Noguchi
  • 学会等名: 10th International Conference Photosynthesis and Hydrogen Energy Research for Sustainability-2019
  • 国際学会
• [学会発表] Infrared microspectroscopic study on water oxidation in a single photosystem II microcrystal (2019)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kato, Satoshi Haniu, Yoshiki Nakajima, Fusamichi Akita, Jian-Ren Shen, Takumi Noguchi
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
• [学会発表] Time-resolved infrared analysis of proton release pathways in photosynthetic water oxidation using a D1-N298A mutant and NO3- substitution (2019)
  • 著者名/発表者名: Yasutada Okamoto, Yuichiro Shimada, Ryo Nagao, Takumi Noguchi
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
• [学会発表] QM/MM analysis of the protonation structure of the S0 state in the water-oxidizing Mn4CaO5 cluster (2019)
  • 著者名/発表者名: Masao Yamamoto, Shin Nakamura, and Takumi Noguchi
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
• [学会発表] Equilibrium of the S2-state isomers of the water-oxidizing Mn4CaO5 cluster in photosystem II regulated by extrinsic proteins (2019)
  • 著者名/発表者名: Shota Taguchi, Liangliang Shen, Guangye Han, Jian-Ren Shen, Takumi Noguchi, Hiroyuki Mino
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
• [学会発表] FTIR study on the localization of the excited triplet state of chlorophyll in photosystem II (2019)
  • 著者名/発表者名: Taichi Hayase, Yuichiro Shimada, Ryo Nagao, and Takumi Noguchi
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
• [学会発表] Molecular mechanism of pH-dependent electron-flow regulation in photosystem II (2019)
  • 著者名/発表者名: Yuichio Shimada, Seiryu Nakajima, Ryo Nagao, Takumi Noguchi
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
• [学会発表] Dynamics of photosystem II protein complexes as observed by high speed atomic force microscopy (2019)
  • 著者名/発表者名: Takaya Tokano, Yuki Kato, Syogo Sugiyama, Takumi Noguchi, Takayuki Uchihashi
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
• [学会発表] Infrared detection of protons and water molecules in photosynthetic water oxidation (2019)
  • 著者名/発表者名: Takumi Noguchi
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] FTIR microspectroscopic study on the water oxidation in a single photosystem II microcrystal (2019)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kato, Satoshi Haniu, Yoshiki Nakajima, Fusamichi Akita, Jian-Ren Shen, and Takumi Noguchi
  • 学会等名: 3rd International Solar Fuels Conference/International Conference on Artificial Photosynthesis-2019
  • 国際学会
• [学会発表] Infrared studies on the water oxidation and electron transfer reactions in photosystem II (2019)
  • 著者名/発表者名: Takumi Noguchi
  • 学会等名: 3rd International Solar Fuels Conference/International Conference on Artificial Photosynthesis-2019
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Single molecule spectroscopy on photosystem i revealed the dynamical nature of the light harvesting (2019)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Shibata, Sankar Jana, Ting Du, Ryo Nagao, and Takumi Noguchi
  • 学会等名: 3rd International Solar Fuels Conference/International Conference on Artificial Photosynthesis-2019
  • 国際学会
• [学会発表] 光化学系IIアクセサリークロロフィルの軸配位子環境と強光との関係 (2019)
  • 著者名/発表者名: 木村仁哉、中村誠、竹川裕紀、杉浦美羽
  • 学会等名: 第10回日本光合成学会年会
• [学会発表] ChlD1の異なるリガンド構造がP680の機能にもたらす影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 島本直拓、中村誠、竹川裕紀、杉浦美羽
  • 学会等名: 第10回日本光合成学会年会
• [学会発表] The role of Valine 185 of the D1 protein in the Photosystem II oxygen evolution (2019)
  • 著者名/発表者名: Miwa Sugiura, Itsuki Takachi, Yuya Hara, Shin Kanawaku, Julien Selles, and Alain Boussac
  • 学会等名: 3rd International Solar Fuels Conference/International Conference on Artificial Photosynthesis-2019
  • 国際学会
• [学会発表] X-Ray crystallographic analysis of Photosystem II from a PsbA2-only strain and its complex with bromoxynil (2019)
  • 著者名/発表者名: Naoki Tone, Natsumi Ugai, Yoshiki Nakajima, Michihiro Suga, Fusamichi Akita, Yasufumi Umena, Akiko Nakagawa, Miwa Sugiura, Jian-Ren Shen
  • 学会等名: 3rd International Solar Fuels Conference/International Conference on Artificial Photosynthesis-2019
  • 国際学会
• [学会発表] 光化学系IIのD1/Val185は水の酸化反応過程で多機能な役割を担う (2019)
  • 著者名/発表者名: 杉浦美羽
  • 学会等名: 第17回JST-さきがけ領域会議
• [学会発表] 光化学系Ⅱにおける電子・プロトン移動反応の赤外分光解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 野口 巧
  • 学会等名: 水和ナノ構造研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Infrared analyses of photoreactions in photosystem II (2019)
  • 著者名/発表者名: Takumi Noguchi
  • 学会等名: 10th OCARINA International Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 光化学系II微結晶の水分解系における中間状態遷移の赤外分光解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 加藤 祐樹、埴生 悟史、秋田 総理、中島 芳樹、菅 倫寛、梅名 泰史、沈 建仁、野口 巧
  • 学会等名: 日本物理学会
• [学会発表] 光化学系IIの単一微結晶における水分解反応の顕微赤外分光解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 加藤 祐樹、埴生 悟史、中島 芳樹、秋田 総理、沈 建仁、野口 巧
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
• [学会発表] 光化学系IIのD1-S169A変異体を用いた水分解機構の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 嶋田 友一郎、北島（井原） 智美、長尾 遼、野口 巧
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
• [学会発表] 光化学系Ⅱにおける水分解Mn4CaO5クラスターのS2構造異性体平衡の種依存性の要因 (2019)
  • 著者名/発表者名: 田口 翔太、Shen Liangliang、Han Guangye、沈 建仁、野口 巧、三野 広幸
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
• [学会発表] FTIR分光電気化学法による光化学系II第一キノン電子受容体QAの酸化還元特性の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 加藤 祐樹、大平 彩花、長尾 遼,、野口 巧
  • 学会等名: 生物物理学会中部支部講演会
• [学会発表] 光化学系IIのD1-S169A変異体を用いた光合成水分解機構の赤外分光解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 嶋田 友一郎、北島(井原) 智美、長尾 遼、野口 巧
  • 学会等名: 生物物理学会中部支部講演会
• [学会発表] 高速原子間力顕微鏡を用いた光化学系IIの観察 (2019)
  • 著者名/発表者名: 戸叶 貴也、加藤 祐樹、杉山 翔吾、野口 巧、内橋 貴之
  • 学会等名: 生物物理学会中部支部講演会
• [学会発表] 光合成光化学系IIにおける第一キノン電子受容体QAの酸化還元特性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 加藤 祐樹、大平 彩花、長尾 遼、野口 巧
  • 学会等名: 電気化学会第86回大会
• [学会発表] New Insights on ChlD1 Function in PhotosystemⅡ from Site-Directed Mutants (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Sugiura
  • 学会等名: 10th OCARINA International Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 光化学系IIにおける非ヘム鉄の酸化還元電位のpH依存性：FTIR分光電気化学法を用いた解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 渡邊 大貴、野口 巧、加藤 祐樹
  • 学会等名: 日本光合成学会年会およびシンポジウム
• [学会発表] 光合成水分解反応のS2→S3遷移におけるプロトン共役電子移動の時間分解赤外分光解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 竹本 寛、野口 巧
  • 学会等名: 日本光合成学会年会およびシンポジウム
• [学会発表] 光化学系IIにおけるMn4CaO5クラスター近傍に位置する D1-Ser169の水分解反応への関与 (2018)
  • 著者名/発表者名: 嶋田 友一郎、北島 智美、長尾 遼、野口 巧
  • 学会等名: 日本光合成学会年会およびシンポジウム
• [学会発表] FTIR分光法で明らかになった光化学系II第一キノン電子受容体QAの酸化還元特性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 加藤 祐樹、大平 彩花、長尾 遼、野口 巧
  • 学会等名: 生体分子科学討論会
• [学会発表] 光化学系II非ヘム鉄の酸化還元電位のpH依存性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 渡邊 大貴、野口 巧、加藤 祐樹
  • 学会等名: 第26回光合成セミナー
• [学会発表] 光化学系Ｉの単一分子分光 (2018)
  • 著者名/発表者名: 柴田 穣、小林 誉宗、Jana Sankar、長尾 遼、野口 巧
  • 学会等名: 第26回光合成セミナー
• [学会発表] 単一分子励起スペクトル測定による光化学系Ⅰの光捕集過程の研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小林 誉宗、Jana Sankar、長尾 遼、野口 巧、柴田 穣
  • 学会等名: 第12回分子科学討論会
• [学会発表] Regulation mechanism of electron and proton transfer reactions in photosystem II (2018)
  • 著者名/発表者名: Takumi Noguchi
  • 学会等名: 1st Asia-Oceania International Congress on Photosynthesis
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Infrared analyses of proton-coupled electron transfer in photosynthetic light-energy conversion (2018)
  • 著者名/発表者名: Takumi Noguchi
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] FTIR study on the S-state cycle of water oxidation in the microcrystals of photosystem II (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kato, Fusamichi Akita, Yoshiki Nakajima, Michihiro Suga, Yasufumi Umena, Jian-Ren Shen, Takumi Noguchi
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
• [学会発表] Effect of replacement of Cl- with NO3- on photosynthetic water oxidation as studied by time-resolved infrared spectroscopy (2018)
  • 著者名/発表者名: Yasutada Okamoto, Takumi Noguchi
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
• [学会発表] QM/MM analysis of the DOD vibrations of water molecules around the Mn4CaO5 cluster in photosystem II (2018)
  • 著者名/発表者名: Masao Yamamoto, Shin Nakamura, Takumi Noguchi
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
• [学会発表] Mechanism of proton-coupled electron transfer in the S2→S3 transition of photosynthetic water oxidation revealed by TRIR analysis (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Takemoto, Takumi Noguchi
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
• [学会発表] FTIR-spectroelectrochemical study on the pH dependence of the redox potential of the non-heme iron in photosystem II (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Watanabe, Takumi Noguchi, Yuki Kato
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
• [学会発表] Role of D1-Ser169 near O4 of the Mn4CaO5 cluster in photosynthetic water oxidation (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuichio Shimada, Tomomi Kitajima-Ihara, Ryo Nagao, Takumi Noguchi
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
• [学会発表] Molecular Mechanisms of Efficient Electron Transfer and Water Oxidation in Photosystem II (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Sugiura
  • 学会等名: 1st Evolutionary Materials Workshop in Seoul National University
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 光合成による高効率エネルギー変換機構の理解と応用研究はどこまで進んだか？ (2018)
  • 著者名/発表者名: 杉浦 美羽
  • 学会等名: 平成30年度日本農芸化学会西日本支部大会シンポジウム「限りある資源、地球環境への農芸化学からの取り組み」
  • 招待講演
• [学会発表] 光化学系IIの水の酸化反応におけるD1/V185の役割について (2018)
  • 著者名/発表者名: 高智 五輝、原 侑也、Alain Boussac、杉浦 美羽
  • 学会等名: 第56回日本生物物理学会年会
• [学会発表] Role of accessory chlorophyll ChlD1 as P680 in Photosystem II (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Sugiura
  • 学会等名: 1st Asia-Oceania International Congress on Photosynthesis
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 光化学系IIの水の酸化反応におけるD1-V185の役割の解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高智 五輝、原 侑也、Alain Boussac、杉浦 美羽
  • 学会等名: 第9回日本光合成学会年会
• [学会発表] 光化学系IIを構成するCyb559のヘム周辺構造の変化がアクセプター側へ及ぼす影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村 誠、Alain Boussac、杉浦 美羽
  • 学会等名: 第9回日本光合成学会年会
• [学会発表] 光合成水分解マンガンクラスターの酸化還元電位の制御機構 (2018)
  • 著者名/発表者名: 野口 巧、中村 伸
  • 学会等名: 新学術領域研究「革新的光物質変換」第1回公開シンポジウム
• [学会発表] 光化学系IIにおけるMnクラスターの光活性化過程：FTIRおよび量子化学計算による解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村 伸、佐藤 彰彦、野口 巧
  • 学会等名: 日本生物物理学会中部支部講演会
• [学会発表] 天然光合成における電子移動制御の分子機構 (2018)
  • 著者名/発表者名: 野口 巧
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会
  • 招待講演
• [学会発表] FTIR分光法による光化学系IIにおける第一キノン電子受容体QAの酸化還元特性の解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 加藤 祐樹、大平 彩花、長尾 遼、野口 巧
  • 学会等名: 日本物理学会第73回年次大会
• [学会発表] 光化学系Iの極低温単一分子分光 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小林 誉宗、Jana Sankar、杜 亭、長尾 遼、野口 巧、柴田 穣
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
• [学会発表] FTIR分光電気化学法による光化学系II第一キノンQAの酸化還元電位計測：Mn除去の効果 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大平 彩花、長尾 遼、野口 巧、加藤 祐樹
  • 学会等名: 日本光合成学会年会
• [学会発表] 光合成水分解反応の赤外分光解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村 伸、野口 巧
  • 学会等名: 日本光合成学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] 光化学系II結晶における水分解反応のATR-FTIR解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 加藤 祐樹、秋田 総理、中島 芳樹、菅 倫寛、梅名 泰史、沈 建仁、野口 巧
  • 学会等名: 生体分子科学討論会
• [学会発表] 光合成水分解系におけるメタノール阻害機構のフーリエ変換赤外分光解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 矢田 はる奈、野口 巧
  • 学会等名: 生体分子科学討論会
• [学会発表] 光化学系IIにおいてMn除去してもQAの酸化還元電位は変動しない (2017)
  • 著者名/発表者名: 大平 彩花、長尾 遼、野口 巧、加藤 祐樹
  • 学会等名: 第25回光合成セミナー2017
• [学会発表] Development of novel scanning microscope for excitation spectra measurement (2017)
  • 著者名/発表者名: Sankar Jana, Takanori Kobayashi, Ryo Nagao, Takumi Noguchi, Yutaka Shibata
  • 学会等名: 光化学討論会
• [学会発表] 光化学系Iタンパク質複合体の単一分子蛍光分光 (2017)
  • 著者名/発表者名: 柴田 穣、小林 誉宗、杜 亭、ジャナ サンカー、長尾 遼、野口 巧
  • 学会等名: 分子化学討論会
• [学会発表] ATR-FTIR analysis of the S-state transitions during water oxidation in photosystem II crystals (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kato, Fusamichi Akita, Yoshiki Nakajima, Michihiro Suga, Yasufumi Umena, Jian-Ren Shen, Takumi Noguchi
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
• [学会発表] Influence of Mn depletion on the redox potential of the primary quinone QA in photosystem II as revealed by FTIR spectroelectrochemistry (2017)
  • 著者名/発表者名: Ayaka Ohira, Ryo Nagao, Takumi Noguchi, Yuki Kato
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
• [学会発表] FTIR and quantum chemical calculation study of the photoactivation process of the Mn cluster in photosystem II (2017)
  • 著者名/発表者名: Shin Nakamura, Akihiko Sato, Takumi Noguchi
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
• [学会発表] ATR-FTIR study on the protonation state of a histidine ligand to the non-heme iron in photosystem II (2017)
  • 著者名/発表者名: Masakazu Kimura, Shin Nakamura, Yuki Kato, Takumi Noguchi
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
• [学会発表] Single-molecule spectroscopy of photosystem I at low temperature: The origin of the blinking (2017)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Shibata, Takanori Kobayashi, Ting Du, Sankar Jana, Ryo Nagao, Takumi Noguchi
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
• [学会発表] FTIR study on the redox property of the primary quinone QA in photosystem II (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kato, Ayaka Ohira, Ryo Nagao, and Takumi Noguchi
  • 学会等名: 8th International Conference “Photosynthesis and Hydrogen Energy Research for Sustainability ? 2017”
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Single-molecule spectroscopy study on photosystem I at low temperatures (2017)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Shibata, Sankar Jana, Takanori Kobayashi, Ting Du, Ryo Nagao, and Takumi Noguchi
  • 学会等名: 8th International Conference “Photosynthesis and Hydrogen Energy Research for Sustainability ? 2017”
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Mechanism of proton?coupled electron transfer in the S2→S3 transition of photosynthetic water oxidation revealed by time-resolved infrared analysis (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Takemoto, and Takumi Noguchi
  • 学会等名: IGER International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Protonation structure of a key His residue interacting with the Mn cluster in photosystem II as revealed by polarized ATR-FTIR spectroscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: Shin Nakamura and Takumi Noguchi
  • 学会等名: IGER International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Infrared analysis of electron transfer and water oxidation reactions in Photosystem II (2017)
  • 著者名/発表者名: Takumi Noguchi
  • 学会等名: Japan-France Joint Workshop on the Structure and Function of Photosystem
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] 量子力学／分子力学（QM/MM）計算による金属タンパク質の研究、生命金属ダイナミクス－生体内における金属の挙動と制御 (2021)
  • 著者名/発表者名: 中村伸、野口巧、吉澤一成
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
  • ISBN: 9784860437060
• [図書] Molecular mechanism of asymmetric electron transfer on the electron donor side of photosystem II, Photosynthesis: Molecular Approaches to Solar Energy Conversion (2021)
  • 著者名/発表者名: Takumi Noguchi
  • 総ページ数: 17
  • 出版者: Springer
  • ISBN: 9783030674069
• [備考] Nagoya Phys G lab
• [備考] Nagoya Phys G lab
  • URL: https://www.bio.phys.nagoya-u.ac.jp/
• [備考] 名古屋大学理学研究科光生体エネルギー研究室ホームページ
  • URL: https://www.bio.phys.nagoya-u.ac.jp/