• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

光化学系IIの一次電子供与体P680の酸化還元電位の制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K07367
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 生物物理学
研究機関愛媛大学

研究代表者

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 – 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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード光合成電子伝達 / 光化学系II / P680 / 電荷分離 / 光励起 / クロロフィル / 光阻害 / 光合成電子伝達系 / 三重項 / 光合成 / 電子伝達
研究成果の概要

光合成によるエネルギー変換と水の酸化反応は非常に効率的であり、この反応で生産された糖と酸素を利用して我々は生存している。この最初の反応は、クロロフィルによる光励起と電荷分離であり、非常に重要で基本的な反応であるにもかかわらず、その分子機構には不明な点が多い。本研究では、最初に光励起される分子を特定し、続いて電荷分離された後に正電荷が別の分子に移動することを見出し、光合成の基本的な反応の一つを分子レベルで明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

シアノバクテリアや植物が行う光合成は地球上の生命を維持する非常に重要な反応である。そして好気的生物の生存を支えるほど高い効率で反応を行う光合成の分子反応機構を理解することは、サステイナブルエネルギー開発の強力な参考になるため、解明が急務である。しかし、光合成の反応の特に重要で基本的な部分については未だ不明な点が多い。本研究では、光合成の初発の反応である、太陽光によって光合成タンパク質に結合したクロロフィル分子の励起、電荷分離という、太陽光発電に通じる部分の分子機構について明らかにした。本研究成果は学術的に重要であるだけでなく、次世代エネルギー開発の基盤となることが期待でき、社会的意義は大きい。

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

    (33件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 9件、 査読あり 11件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 6件、 招待講演 6件)

  • [国際共同研究] CEA Saclay/CNRS/Aix Marseille University(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Imperial College, London(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Imperial College(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] CNRS(フランス国立科学研究所)(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [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

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Probing the role of Arginine 323 of the D1 protein in Photosystem II function2020

    • 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

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 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 Spectroscopy2019

    • 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

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An alternative plant-like cyanobacterial ferredoxin with unprecedented structural and functional properties2019

    • 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

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] New insights on ChlD1 function in Photosystem II from site-directed mutants of D1-T179 in Thermosynechococcus elongatus2019

    • 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

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Consequences of structural modifications in cytochrome b559 on the electron acceptor side of Photosystem II2019

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M., Boussac, A. and Sugiura, M.
    • 雑誌名

      Photosynth. Res.

      巻: 139 号: 1-3 ページ: 475-486

    • DOI

      10.1007/s11120-018-0521-0

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Probing the role of Valine 185 of the D1 protein in the Photosystem II oxygen evolution2018

    • 著者名/発表者名
      Sugiura, M., Tibiletti, T., Takachi, I., Hara, Y., Kanawaku, S., Selles, J., and Boussac, A
    • 雑誌名

      Biochim. Biophys. Acta (Bioenergetics)

      巻: 1859 号: 12 ページ: 1259-1273

    • DOI

      10.1016/j.bbabio.2018.10.003

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Bio-inorganic hybrid photoanodes of photosystem II and ferricyanide-intercalated layered double hydroxide for visible-light-driven water oxidation2018

    • 著者名/発表者名
      Kato Masaru、Sato Hisako、Yagi Ichizo、Sugiura Miwa
    • 雑誌名

      Electrochim. Acta

      巻: 264 ページ: 386-392

    • DOI

      10.1016/j.electacta.2018.01.133

    • NAID

      120006783650

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The low spin - high spin equilibrium in the S 2 -state of the water oxidizing enzyme2018

    • 著者名/発表者名
      Boussac Alain、Ugur Ilke、Marion Antoine、Sugiura Miwa、Kaila Ville R.I.、Rutherford A. William
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics

      巻: 1859 号: 5 ページ: 342-356

    • DOI

      10.1016/j.bbabio.2018.02.010

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Crystal structure and redox properties of a novel cyanobacterial heme protein with a His/Cys heme axial ligation and a Per-Arnt-Sim (PAS)-like domain2017

    • 著者名/発表者名
      Motomura Taiki、Suga Michihiro、Hienerwadel Rainer、Nakagawa Akiko、Lai Thanh-Lan、Nitschke Wolfgang、Kuma Takahiro、Sugiura Miwa、Boussac Alain、Shen Jian-Ren
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 292 号: 23 ページ: 9599-9612

    • DOI

      10.1074/jbc.m116.746263

    • NAID

      120006473741

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An ATP generation system for in vitro motility assay2017

    • 著者名/発表者名
      Kabir, A. M. R., Ito, M., Uenishi. K., Anan, S., Konagaya, A., Sada. K., Sugiura, M., and Kakugo, A.
    • 雑誌名

      Chem. Lett

      巻: 46 ページ: 178-180

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] The role of Valine 185 of the D1 protein in the Photosystem II oxygen evolution2019

    • 著者名/発表者名
      Miwa Sugiura, Itsuki Takachi, Yuya Hara, Shin Kanawaku, Julien Selles, and Alain Boussac
    • 学会等名
      Third International Solar Fuels Conference / International Conference on Artificial Photostnthesis-2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] X-Ray crystallographic analysis of Photosystem II from a PsbA2-only strain and its complex with bromoxynil2019

    • 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
      Third International Solar Fuels Conference / International Conference on Artificial Photostnthesis-2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [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
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [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
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] New Insights on ChlD1 Function in PhotosystemⅡ from Site-Directed Mutants2019

    • 著者名/発表者名
      Miwa Sugiura
    • 学会等名
      10th OCARINA International Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecular Mechanisms of Efficient Electron Transfer and Water Oxidation in Photosystem II2018

    • 著者名/発表者名
      Miwa Sugiura
    • 学会等名
      1st Evolutionary Materials Workshop in Seoul National University
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Role of accessory chlorophyll ChlD1 as P680 in Photosystem II2018

    • 著者名/発表者名
      Miwa Sugiura
    • 学会等名
      1st Asia-Oceania International Congress on Photosynthesis
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [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
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [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
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [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
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] New insights in PSII functions from the study of donor side and acceptor side mutants.2018

    • 著者名/発表者名
      Miwa Sugiura
    • 学会等名
      France-Japan Joint Workshop on the Structure and Function of Photosystem II
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 光化学系IIにおけるP680アクセサリークロロフィル軸配位子の構造変化がもたらす機能への影響2018

    • 著者名/発表者名
      杉浦 美羽
    • 学会等名
      第1回新学術領域「革新的光-物質変換」公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Redox property changes of cytochrome b559 of site-directed mutants in Photosystem II complex2017

    • 著者名/発表者名
      Makoto Nakamura, Alain Boussac, Miwa Sugiura
    • 学会等名
      8th International Conference “Photosynthesis and Hydrogen Energy Research for Sustainability
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 光化学系IIにおけるCyb559ヘム周辺アミノ酸の部位特異的変異によるレドックス変化2017

    • 著者名/発表者名
      中村誠、Alain Boussac、杉浦美羽
    • 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] 部分構造の異なるD1タンパク質で構成されたThermosynechococcus elongatus光化学系IIへの除草剤結合の比較2017

    • 著者名/発表者名
      高智五輝、杉浦美羽
    • 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] 竹川裕紀、Alain Boussac、杉浦美羽2017

    • 著者名/発表者名
      光化学系IIにおけるP680アクセサリークロロフィル軸配位子の構造変化がもたらす機能への影響
    • 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] Effects of the ligand modification of the ChlD1 on the Photosystem II photochemistry2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Takegawa, Alain Boussac, Miwa Sugiur
    • 学会等名
      France-Japan Joint Workshop on the Structure and Function of Photosystem II
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi