| 研究課題/領域番号 |
19H02680
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分32010:基礎物理化学関連
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| 研究機関 | 分子科学研究所 |
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研究代表者 |
長坂 将成 分子科学研究所, 光分子科学研究領域, 助教 (90455212)
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| 研究分担者 |
足立 純一 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 研究機関講師 (10322629)
手老 龍吾 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40390679)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
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| キーワード | 軟X線吸収分光法 / 光化学系IIタンパク質 / 時間分解測定 / 光合成反応 / 金属錯体 / 液体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
天然の光合成反応の機構を解明するために、液体試料の軟X線吸収分光(XAS)測定とタンパク質包含脂質二重膜の調製法を組み合わせることで、膜タンパク質である光化学系II (PSII)が機能を発現する状態でのXAS測定を実現する。更に、放射光の軟X線パルスと光学レーザーの同期によるピコ秒時間分解XAS測定手法を開発し、PSIIの光合成反応が進行中のXASスペクトルの時間変化を得る。そして、実験結果を内殻励起計算と比較することで、光合成反応中のPSIIと水の分子間相互作用の時間変化を調べる。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、超高速軟X線吸収分光(XAS)法により、光化学系II (PSII)タンパク質の酸素発生中心の構造と、水の間の分子間相互作用を明らかにすることを目的とする。そのために、膜タンパク質であるPSIIが機能を発現した状態での、PSII包含脂質二重膜のXAS測定法を開発した。更に、放射光から発生する軟X線パルスとフェムト秒レーザーを同期した超高速XAS法を開発することで、N-K吸収端XAS測定から光励起による鉄フェナントロリン錯体の高スピン状態を観測した。今後は、開発した測定技術を組み合わせることで、光合成反応中のPSIIタンパク質の超高速XAS測定の実現を目指す。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発した光化学系II (PSII)タンパク質の軟X線吸収分光(XAS)法により、膜タンパク質の元素・官能基選択的な電子状態解析が実現する。また、光化学反応の超高速XAS法により、その励起状態解析が行えるので、将来的なPSIIタンパク質の光合成反応の機構解明が期待されるため、その学術的な意義は大きい。また、天然の光合成反応の理解に留まらず、光触媒による人工光合成系の開発につながる可能性もあり、その社会的な意義も大きいと考える。
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