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生体系における中間分子媒介、協奏的、電子、励起およびプロトン移動過程の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18540402
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物物理・化学物理
研究機関筑波大学

研究代表者

住 斉  筑波大学, 名誉教授 (10134206)

研究期間 (年度) 2006 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
2,940千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 540千円)
2009年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2008年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2007年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2006年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワード光合成 / 反応中心 / 電子移動 / 励起移動 / 中間分子媒介 / 中間分子媒介電子移動 / 中間分子媒介励起移動 / 中間分子媒介プロトと移動 / 協奏的電子・正孔移動 / 協奏的電子・プロトン移動 / 光合成反応中心 / 電荷分離 / プロトン移動 / 光合成初期過程 / 中間分子媒介プロトン移動 / 超交換過程 / 逐次過程 / エネルギー共役
研究概要

中間分子媒介による協奏的過程の速度定数に関する一般表式の理論を構築し、その過程における種々相を実現する人工系での実験事実を統一的に説明した。その一般表式に立脚して、緑色植物と藻類の光合成初期過程において重要な次の三過程が中間分子媒介による協奏的過程になっていることを明らかにすると共に、それらの速度定数を計算し、観測データを説明した。それらは、光化学系IIにおいてアンテナ系より捕獲した励起エネルギーを反応中心における電荷分離状態形成により固定する過程、その状態からときたま電荷再結合してスピン三重項状態ができる過程、およびその三重項状態は活性酸素を発生させ有害なので、その状態を速やかに除去する過程である。

報告書

(6件)
  • 2009 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書   自己評価報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2009 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (8件) 図書 (4件)

  • [雑誌論文] Unified expression for the rate constant of the bridged electron transfer derived by renormalization2009

    • 著者名/発表者名
      K.Saito, H.Sumi
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys. 131

      ページ: 134101-134114

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sequential or superexchange mechanism in bridged electron transfer distinguished by dynamics at a bridging molecule2009

    • 著者名/発表者名
      K.Saito, T.Kikuchi, K.Mukai, H.Sumi
    • 雑誌名

      Phys.Chem.Chem.Phys. 11

      ページ: 5290-5301

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書 2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unified expression for the rate constant of the bridged electon transfer derived by renormalization2009

    • 著者名/発表者名
      K.Saito, H.Sumi
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys. 131

      ページ: 134101-134114

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sequential or superexchange mechanism in bridged electron transfer distinguished by dynamics at a bridging molecule2009

    • 著者名/発表者名
      K. Saito, T. Kikuchi, K. Mukai, H. Sumi
    • 雑誌名

      Physical Chemistry & Chemical Physics 11(in press)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2008 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Marcus parabola and reorganization energies associated with redox change electron-transfer proteins, detected by V-I characteristics of STM currents2006

    • 著者名/発表者名
      H.Sumi, Y.Hori, K.Mukai
    • 雑誌名

      J.Electroanalyt.Chem. 592

      ページ: 46-62

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The importance of a hot-sequential mechanism in triplet-state formation by charge recombination in reaction centers of bacterial photosynthesis2006

    • 著者名/発表者名
      K.Saito, K.Mukai, H.Sumi
    • 雑誌名

      Chem.Phys. 326

      ページ: 221-229

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A single chlorophyll in each of the core antenna CP43 and CP47 transferring excitation energies to the reaction center in Photosystem II of photosynthesis2006

    • 著者名/発表者名
      K.Saito, T.Kikuchi, M.Nakayama, K.Mukai, H.Sumi
    • 雑誌名

      J.Photochem.Photobiol.A : Chem. 178

      ページ: 271-280

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A single chlorophyll in each of the core antennas CP43 and CP47 transferring excitation energies to the reaction center in Photosystem II of photosynthesis2006

    • 著者名/発表者名
      K. Saito, T. Kikuchi, M. Nakayama, K. Mukai, H. Sumi
    • 雑誌名

      J. Photochem. Photobiol. A, Chem 178

      ページ: 271-280

    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The importance of a hot-sequential mechanism in triplet-state formation by charge recombination in reaction centers of bacterial photosynthesis2006

    • 著者名/発表者名
      K. Saito, K. Mukai, H. Sumi
    • 雑誌名

      Chem. Phys 326

      ページ: 221-229

    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A single chlorophyll in each of the core antennas CP43 and CP47 transferring excitation energies to the reaction center in Photosystem II of photosynthesis2006

    • 著者名/発表者名
      K.Saito, T.Kikuchi, M.Nakayama, K.Mukai, H.Sumi
    • 雑誌名

      J. Photochem. Photobiol. A : Chem. 178

      ページ: 271-280

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] The importance of a hot-sequential mechanism in triplet-state formation by charge recombination in reaction centers of bacterial photosynthesis2006

    • 著者名/発表者名
      K.Saito, K.Mukai, H.Sumi
    • 雑誌名

      Chem. Phys. 326

      ページ: 221-229

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Marcus parabola and reorganization energies associated with redox change electron-transfer proteins, detected by V-I characteristics of STM currents2006

    • 著者名/発表者名
      H.Sumi, Y.Hori, K.Mukai
    • 雑誌名

      J. Electroanalyt. Chem. 592

      ページ: 46-62

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 光化学系II反応中心におけるQ_A^-ラジカルアニオンによる励起三重項消去機構2008

    • 著者名/発表者名
      向井宏一郎、斉藤圭亮、住斉、野口巧
    • 学会等名
      第46回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2008-12-05
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 光化学系II反応中心におけるQAラジカルアニオンによる励起三重項消去機構2008

    • 著者名/発表者名
      向井宏一郎、斉藤圭亮、住斉、野口巧
    • 学会等名
      日本生物物理学会第46回年会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2008-12-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Mechanism of spin-triplet-state formation on the accessory chlorophyll in the reaction center of photosystem II2008

    • 著者名/発表者名
      K. Saito, K. Mukai, H. Sumi
    • 学会等名
      Photosynthesis.Energy of Sun : Springer(J. F. Allen et.al.)
    • 発表場所
      177-181
    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
  • [学会発表] A model for temperature-dependent peak shift of the bacterial reaction-center absorption2008

    • 著者名/発表者名
      K. Mukai, K. Saito, H. Sumi
    • 学会等名
      Photosynthesis. Energy of Sun, Springer(J. F. Allen et.al.
    • 発表場所
      149-152
    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
  • [学会発表] 紅色光合成細菌および高等植物の反応中心の吸収ピークの温度変化の理論2007

    • 著者名/発表者名
      向井宏一郎、斉藤圭亮、住斉
    • 学会等名
      第45回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-12-22
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書 2007 実績報告書
  • [学会発表] 光合成光化学系IIにおいて蛋白質ゆらぎはP680^+を還元するプロトン共役電子移動で重要な役割を演ずる2007

    • 著者名/発表者名
      斉藤圭亮、向井宏一郎、住斉
    • 学会等名
      第45回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-12-22
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書 2007 実績報告書
  • [学会発表] Proton-coupled electron transfer in the reduction of P680^+ in the photosystem II2007

    • 著者名/発表者名
      向井宏一郎、斉藤圭亮、住斉
    • 学会等名
      Intern.Conf.Solar Energy and Artificial Photosynthesis
    • 発表場所
      London
    • 年月日
      2007-07-20
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Proton-coupled electron transfer in the reduction of P680^+ in photosystem II2007

    • 著者名/発表者名
      K. Saito, K. Mukai, H. Sumi
    • 学会等名
      International Conference on Solar Energy and Artificial Photosynthesis
    • 発表場所
      London
    • 年月日
      2007-07-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] Photosynthesis, Energy from the Sun(Mechanism of spin-triplet-state formation on the accessory chlorophyll in the reaction center of photosystem II)(edited by J.F.Allen, E.Gantt and J.H.Golbeck)2008

    • 著者名/発表者名
      K.Saito, K.Mukai, H.Sumi
    • 出版者
      Springer-Verlag
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [図書] Photosynthesis, Energy from the Sun(A model for temperature-dependent peak shift of the bacterial-reaction-center absorption)(edited by J.F.Allen, E.Gantt and J.H.Golbeck)2008

    • 著者名/発表者名
      K.Mukai, K.Saito, H.Sumi
    • 出版者
      Springer-Verlag
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [図書] Photosynthesis, Energy of Sun (論文名; Mechanism of spin-triplet-state formation on the accessory chlorophyll in the reaction center of photosystem II)2008

    • 著者名/発表者名
      K. Saito, K. Mukai, H. Sumi
    • 出版者
      Springer-Verlag(in press)
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] Photosynthesis, Energy of Sun (論文名; A model for temperature-dependent peak shift of the bacterial-reaction-center absorption)2008

    • 著者名/発表者名
      K. Mukai, K. Saito, H. Sumi
    • 出版者
      Springer-Verlag(in press)
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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