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光合成超分子複合体のエネルギー受容型膜タンパク質を両親媒性合成色素に置換する

研究課題

研究課題/領域番号 17K05940
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生体関連化学
研究機関近畿大学

研究代表者

佐賀 佳央  近畿大学, 理工学部, 教授 (60411576)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード光合成 / クロロゾーム / クロロフィル / バクテリオクロロフィル / 励起エネルギー移動 / エネルギー移動 / 緑色光合成細菌 / 光捕集
研究成果の概要

光合成システムにおける異種の色素集積超分子の間でのエネルギー移動の理解は、光生命化学の重要課題である。そこで本研究では、緑色光合成細菌の光捕集システム・クロロゾームにおける内部の色素自己集積体から表面の色素結合膜タンパク質へのエネルギー移動を主なターゲットとした研究を推進した。クロロゾーム表面のエネルギー受容型膜タンパク質を両親媒性の合成色素に置換することに成功し、クロロゾーム内部の色素自己集積体で吸収した光エネルギーを、超分子間励起エネルギー移動によってクロロゾーム膜面の合成色素に集約させることが可能なことを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

光合成超分子の間の緻密な連携とそれに基づいた高機能発現の機構解明は、光合成をシステムとして理解するうえで重要である。本研究での、異種の色素複合超分子で構成される系のエネルギードナーとアクセプターの関係性の積極的な改変は、このような課題への新たなアプローチとして学術的意義がある。また、分子生物学的方法論では困難であった膜タンパク質部分の改変を、両親媒性合成分子への置換によって克服できる可能性を本研究で示したことも学術的に有意義であるともに、生体膜工学としての応用展開も期待でき社会的意義があると思われる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 8件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Reconstitution of 3-Acetyl Chlorophyll a into Light-Harvesting Complex 2 from the Purple Photosynthetic Bacterium Phaeospirillum molischianum2020

    • 著者名/発表者名
      Saga Yoshitaka、Yamashita Madoka、Imanishi Michie、Kimura Yukihiro、Masaoka Yuto、Hidaka Tsubasa、Nagasawa Yutaka
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 5 号: 12 ページ: 6817-6825

    • DOI

      10.1021/acsomega.0c00152

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural effects on epimerization of bacteriochlorophyll a and chlorophyll a revealed using 3-acetyl chlorophyll a2020

    • 著者名/発表者名
      Saga Yoshitaka、Nakagawa Shiori
    • 雑誌名

      Journal of Porphyrins and Phthalocyanines

      巻: 24 号: 04 ページ: 499-504

    • DOI

      10.1142/s1088424620500054

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In situ Conversion of Chlorophyll b Reconstituted into Photosynthetic Protein LH22019

    • 著者名/発表者名
      Saga Yoshitaka、Yamashita Madoka、Nakagawa Shiori
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 48 号: 10 ページ: 1270-1273

    • DOI

      10.1246/cl.190545

    • NAID

      130007724091

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective oxidation of B800 bacteriochlorophyll a in photosynthetic light-harvesting protein LH22019

    • 著者名/発表者名
      Saga Yoshitaka、Kawano Kiyoshiro、Otsuka Yuji、Imanishi Michie、Kimura Yukihiro、Matsui Sayaka、Asakawa Hitoshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 3636-3636

    • DOI

      10.1038/s41598-019-40082-y

    • NAID

      120006599151

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reconstitution of Chlorophyll d into the Bacterial Photosynthetic Light-harvesting Protein LH22018

    • 著者名/発表者名
      Saga Yoshitaka、Yamashita Madoka、Imanishi Michie、Kimura Yukihiro
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 47 号: 8 ページ: 1071-1074

    • DOI

      10.1246/cl.180483

    • NAID

      130007430950

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of 3-Acetyl Chlorophyll a and 3-Acetyl Protochlorophyll a Accommodated in the B800 Binding Sites in Photosynthetic Light-Harvesting Complex 2 in the Puple Photosynthetic Bacterium Rhodoblastus acidophilus2018

    • 著者名/発表者名
      Saga Yoshitaka、Miyagi Kanji
    • 雑誌名

      Phptpchemistry and Photobiology

      巻: 印刷中 号: 4 ページ: 698-704

    • DOI

      10.1111/php.12919

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective Removal of B800 Bacteriochlorophyll a from Light-Harvesting Complex 2 of the Purple Photosynthetic Bacterium Phaeospirillum molischianum2018

    • 著者名/発表者名
      Saga Yoshitaka、Hirota Keiya、Matsui Sayaka、Asakawa Hitoshi、Ishikita Hiroshi、Saito Keisuke
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 57 号: 21 ページ: 3075-3083

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.8b00259

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Amphiphilic zinc bacteriochlorophyll a derivatives that function as artificial energy acceptors in photosynthetic antenna complexes chlorosomes of the green sulfur photosynthetic bacterium Chlorobaculum limnaeum2018

    • 著者名/発表者名
      Saga Yoshitaka、Takahashi Naoya、Miyatake Tomohiro、Tamiaki Hitoshi
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry

      巻: 353 ページ: 612-617

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2017.08.001

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Insertion of chlorophyll a derivatives into the binding sites of B800 bacteriochlorophyll a in light-harvesting complex 2 from the purple photosynthetic bacterium Rhodoblastus acidophilus2018

    • 著者名/発表者名
      Saga Yoshitaka、Amari Kenta、Miyagi Kanji
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry

      巻: 353 ページ: 591-596

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2017.07.039

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 光合成タンパク質からの色素脱離を基盤とした機能化2017

    • 著者名/発表者名
      佐賀佳央
    • 雑誌名

      光化学

      巻: 48 ページ: 166-169

    • NAID

      40021423257

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 緑色光合成細菌の光捕集アンテナ複合体のエネルギー受容膜タンパク質の人工分子による置換・修飾2019

    • 著者名/発表者名
      佐賀佳央、山下隼人、小林巧
    • 学会等名
      2019年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 3-アセチルクロロフィルaを利用したバクテリオクロロフィルaとクロロフィルaのエピマー化の反応性に対する構造要因の解明2019

    • 著者名/発表者名
      中川支央里、佐賀佳央
    • 学会等名
      第27回光合成セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 両親媒性クロロフィル誘導体を用いた緑色硫黄光合成細菌のクロロゾームの光捕集機能改変2019

    • 著者名/発表者名
      佐賀佳央、山下隼人
    • 学会等名
      第10回日本光合成学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] バクテリオクロロフィルaとクロロフィルaのエピマー化反応に対する分子構造の影響の解析2019

    • 著者名/発表者名
      中川支央里、佐賀佳央
    • 学会等名
      第10回日本光合成学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of Epimerization Kinetics among Bacteriochlorophyll a, Chlorophyll a, and 3-Acetyl Chlorophyll a2019

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa Shiori, Saga Yoshitaka
    • 学会等名
      15th International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 佐賀佳央、山下隼人2019

    • 著者名/発表者名
      緑色光合成細菌の光捕集超分子複合体・クロロゾームと合成亜鉛クロロフィル誘導体の複合化
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 紅色光合成細菌Phaeospirillum molischianumのLH2タンパク質のB800部位への3-アセチルクロロフィルaの再構成2019

    • 著者名/発表者名
      山下眞花、佐賀佳央
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 紅色光合成細菌のLH2タンパク質のB800部位へ導入したクロロフィル色素の分光特性2018

    • 著者名/発表者名
      山下眞花、佐賀佳央
    • 学会等名
      2018年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] LH2タンパク質のB800バクテリオクロロフィルaのクロリン環色素への置換2018

    • 著者名/発表者名
      山下眞花・大塚悠史・川野聖志朗・今西三千絵・木村行宏・佐賀佳央
    • 学会等名
      第26回光合成セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Preparation of Isomers of Bacteriochlorophyll a Derivatives for Investigation of Their Structural Effects on Reconstitution into LH2 Protein from the Purple Photosynthetic Bacterium Rhodoblastus acidophilus2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Saga, S. Nakagawa, K. Miyagi
    • 学会等名
      14th International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reconstitution of Chlorophyll Derivatives into the LH2 Protein from the Purple Photosynthetic Bacterium Rhodoblastus acidophilus2018

    • 著者名/発表者名
      M. Yamashita, Y. Saga
    • 学会等名
      14th International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Removal of B800 Bacteriochlorophyll a from Structure-Determined Light-Harvesting Proteins 2 in Purple Photosynthetic Bacteria2018

    • 著者名/発表者名
      佐賀佳央、廣田圭耶
    • 学会等名
      Biophysical Society 62th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 紅色光合成細菌の光捕集タンパク質LH2に存在するB800バクテリオクロロフィルaの部分的脱離と物性解析2018

    • 著者名/発表者名
      佐賀佳央、福田吉隆、宮城貫志
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 紅色光合成細菌の光捕集タンパク質LH2へのクロロフィルdの再構成2018

    • 著者名/発表者名
      佐賀佳央、山下眞花
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Regulation of the Occupancy of B800 Bacteriochlorophyll a in Light-harvesting Complex 2 from a Purple Photosynthetic Bacterium Rhodoblastus acidophilus2017

    • 著者名/発表者名
      佐賀佳央、福田吉隆
    • 学会等名
      13th International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison of the Qy Absorption Bands of Bacteriochlorophyll a in LH2 Proteins Derived from Three Purple Photosynthetic Bacteria, Rhodoblastus acidophilus, Phaeospirillum molischianum, and Rhodobacter sphaeroides2017

    • 著者名/発表者名
      佐賀佳央、廣田圭耶
    • 学会等名
      13th International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spectroscopic and Structural features of the Light-Harvesting Complexes 2 in Purple Photosynthetic Bacteria Induced by Removal of B800 Bacteriochlorophyll a2017

    • 著者名/発表者名
      佐賀佳央、廣田圭耶、宮城貫志、淺川雅
    • 学会等名
      13th International Conference on Tetrapyrrole Photoreceptors of Photosynthetic Organisms
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hybridization of Amphiphilic Zinc Chlorophyll Derivatives with Light-harvesting Complexes Chlorosomes in Green Sulfur Photosynthetic Bacteria2017

    • 著者名/発表者名
      山下隼人、高橋直哉、原田二朗、民秋均、佐賀佳央
    • 学会等名
      The Second International Symposium on Biofunctional Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 緑色硫黄光合成細菌の脂質生合成反応を利用したクロロゾームの糖脂質の脂肪酸部位の細胞内改変2017

    • 著者名/発表者名
      佐賀佳央、吉田望見、山田翔大、溝口正、民秋均
    • 学会等名
      第8回日本光合成学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 紅色光合成細菌の光捕集タンパク質LH2からの色素脱離によって生成した空隙群へのクロロフィル誘導体の挿入2017

    • 著者名/発表者名
      佐賀佳央、甘利健太、宮城貫志、廣田圭耶、淺川雅
    • 学会等名
      第15回ホスト-ゲスト・超分子化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 紅色光合成細菌の光捕集タンパク質LH2の色素置換と分光特性解析2017

    • 著者名/発表者名
      佐賀佳央、宮城貫志、甘利健太、山下眞花、廣田圭耶、淺川雅
    • 学会等名
      第11回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 紅色光合成細菌の光捕集タンパク質LH2へのクロロフィル類の再構成:バクテリオクロリン環からクロリン環への変換の影響2017

    • 著者名/発表者名
      宮城貫志、佐賀佳央
    • 学会等名
      第11回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 構造解明されている2種類の紅色光合成細菌のLH2タンパク質からのB800バクテリオクロロフィルaの脱離挙動解析2017

    • 著者名/発表者名
      佐賀佳央、廣田圭耶、土居倖実
    • 学会等名
      日本生物物理学会第55回年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 紅色光合成細菌の光捕集タンパク質LH2からの部分的に色素欠損した色素ペプチド複合体の調製2017

    • 著者名/発表者名
      佐賀佳央、福田吉隆
    • 学会等名
      第54回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 光合成タンパク質の色素集積構造を利用した機能開拓2017

    • 著者名/発表者名
      佐賀佳央
    • 学会等名
      第11回日本化学会東海支部若手研究者フォーラム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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