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未利用植物バイオマスに含まれるクロロフィルを活用したリグニンの太陽光分解

研究課題

研究課題/領域番号 18KT0094
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分特設分野
研究分野 次世代の農資源利用
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) 2018-07-18 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワードクロロフィル / バイオマス / 太陽光 / リグニン
研究成果の概要

本研究では、地球上に豊富に存在するにもかかわらず利用があまり進んでいないリグニンの環境低負荷型の可視光分解を目指して、未利用バイオマスに含まれる植物色素(クロロフィル類)や光合成細菌の色素(バクテリオクロロフィル類)を原料とした誘導体を合成し、テトラピロール型色素誘導体の光機能制御を推進するとともに、これらの化学反応性に関する知見を得た。また、合成した色素誘導体などを共存させて可視光照射したときのリグニンの挙動に関する知見を得るとともに、反応終了後の光触媒の回収と再利用を目指して、色素誘導体の磁気ビーズへの固定化を行い、それらの光化学特性を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

リグニンなどの地球上に豊富に存在しながらあまり利用されていないバイオマスの利活用はこれからの持続可能型社会を形成するうえで重要である。そこで、バイオマス分解に関する研究が精力的に行われてきたが、現在、環境低負荷型でのバイオマスの新たな分解法と利活用法の開発が求められている。そのような状況で、本研究では別の未利用バイオマスである植物の緑葉部分や藻類などに豊富に含まれているクロロフィル類が、リグニンなどのバイオマスの可視光分解のための光触媒の良いリード化合物となる可能性を示した。これは、未利用バイオマスの有効利用の新たな方向性のひとつとして意義があると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 2件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Isomerization kinetics of bacteriochlorophyll b and bacteriopheophytin b under acidic conditions2022

    • 著者名/発表者名
      Takashima Yusuke、Saga Yoshitaka
    • 雑誌名

      Photochemical & Photobiological Sciences

      巻: 21 号: 7 ページ: 1193-1199

    • DOI

      10.1007/s43630-022-00207-1

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of peripheral substituents on epimerization kinetics of formylated chlorophylls2022

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Masayuki、Tanaka Aiko、Saga Yoshitaka
    • 雑誌名

      Journal of Porphyrins and Phthalocyanines

      巻: 26 号: 04 ページ: 273-278

    • DOI

      10.1142/s1088424622500109

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spectral Properties of Chlorophyll <i>f</i> in the B800 Cavity of Light‐harvesting Complex 2 from the Purple Photosynthetic Bacterium <i>Rhodoblastus acidophilus</i>2021

    • 著者名/発表者名
      Saga Yoshitaka、Tanaka Aiko、Yamashita Madoka、Shinoda Toshiyuki、Tomo Tatsuya、Kimura Yukihiro
    • 雑誌名

      Photochemistry and Photobiology

      巻: 98 号: 1 ページ: 169-174

    • DOI

      10.1111/php.13491

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Energy Transfer Dynamics in Light-Harvesting Complex 2 Variants Containing Oxidized B800 Bacteriochlorophyll <i>a</i>2021

    • 著者名/発表者名
      Saga Yoshitaka、Otsuka Yuji、Tanaka Aiko、Masaoka Yuto、Hidaka Tsubasa、Nagasawa Yutaka
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 125 号: 25 ページ: 6830-6836

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.1c01592

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Excitation Energy Transfer from Bacteriochlorophyll b in the B800 Site to B850 Bacteriochlorophyll a in Light-Harvesting Complex 22021

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

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 125 号: 8 ページ: 2009-2017

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.0c09605

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In situ formation of photoactive B-ring reduced chlorophyll isomer in photosynthetic protein LH22020

    • 著者名/発表者名
      Saga Yoshitaka、Otsuka Yuji、Funakoshi Daichi、Masaoka Yuto、Kihara Yu、Hidaka Tsubasa、Hatano Hiroka、Asakawa Hitoshi、Nagasawa Yutaka、Tamiaki Hitoshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 19383-19383

    • DOI

      10.1038/s41598-020-76540-1

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis of C3/C13‐substituted semi‐synthetic bacteriochlorophyll‐a derivatives and their properties as functional dyes2020

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Shin‐ichi、Hashimoto Yuki、Kinoshita Yusuke、Tamiaki Hitoshi、Duan Shengnan、Wang Xiao‐Feng、Saga Yoshitaka、Yamamoto Hiroaki、Ikeuchi Toshitaka、Shishioh Nobue
    • 雑誌名

      ChemPhotoChem

      巻: 4 号: 12 ページ: 5399-5407

    • DOI

      10.1002/cptc.202000169

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] クロロフィル誘導体の磁気ビーズへの固定化と光化学特性2022

    • 著者名/発表者名
      佐賀佳央、奥村勇
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] バクテリオクロロフィルbの異性化反応に対する中心金属の影響2021

    • 著者名/発表者名
      高島佑介、佐賀佳央
    • 学会等名
      第28回光合成セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] クロロフィルbとクロロフィルdのエピマー化反応特性2021

    • 著者名/発表者名
      田中雅之、田中愛子、佐賀佳央
    • 学会等名
      第28回光合成セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of the Stability of Bacteriochlorophyll b and Bacteriopheophytin b under Weakly Acidic Conditions2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Takashima, Y. Saga
    • 学会等名
      16th International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Epimerization of Formylated Chlorophylls: Effects of the Formyl Groups Connected with the Tetrapyrrole Macrocycle2021

    • 著者名/発表者名
      M. Tanaka, A. Tanaka, Y. Saga
    • 学会等名
      16th International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] クロロフィルのエピマー化反応特性に対するクロリン環に直結するホルミル基の影響2021

    • 著者名/発表者名
      田中雅之、田中愛子、佐賀佳央
    • 学会等名
      第11回日本光合成学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and properties of bacteriochlorophyll-a derivatives and their effects on photocytotoxicity in cultured cells2020

    • 著者名/発表者名
      獅子王信江、山下眞花、佐賀佳央、山本博章、池内俊貴、民秋均、佐々木真一
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 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への金属置換クロロフィル誘導体の再構成2019

    • 著者名/発表者名
      佐賀佳央、山下眞花
    • 学会等名
      第31回配位化合物の光化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [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
      S. Nakagawa, Y. Saga
    • 学会等名
      15th International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-07-20   更新日: 2023-01-30  

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