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二酸化炭素を燃料化する光捕集分子-人工補酵素-ギ酸脱水素酵素複合体の設計と創製

研究課題

研究課題/領域番号 23560947
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 生物機能・バイオプロセス
研究機関大阪市立大学 (2013-2014)
大分大学 (2011-2012)

研究代表者

天尾 豊  大阪市立大学, 複合先端研究機構, 教授 (80300961)

研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2011年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード人工光合成 / 二酸化炭素還元 / 人工補酵素 / ソーラー燃料生成 / 酵素反応速度論 / ギ酸脱水素酵素 / 光捕集分子 / 酵素反応 / 光誘起電子移動 / 低炭素燃料
研究成果の概要

本研究では,二酸化炭素の分子変換機能を有する「光捕集機能分子-人工補酵素-酵素複合体」の設計と創製を目的とし,以下の研究成果を得た.
(1)ギ酸脱水素酵素を触媒として用いた二酸化炭素からギ酸への変換反応に最適な人工補酵素分子を設計・合成し,人工補酵素の分子構造とギ酸脱水素酵素の二酸化炭素還元触媒活性との相関を解明した.
(2)光捕集分子と人工補酵素とを複合化した機能分子を設計し・合成し,光エネルギーによる高効率電子移動過程を実現した.

報告書

(5件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (54件)

すべて 2015 2014 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (45件) (うち招待講演 14件) 図書 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Formate dehydrogenase catalyzed CO2 reduction in a chlorin-e6 sensitized photochemical biofuel cell2015

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Amao, Naho Shuto
    • 雑誌名

      Journal of Porphyrins and Phthalocyanines

      巻: 19 号: 01-03 ページ: 459-464

    • DOI

      10.1142/s1088424615500406

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Visible-light induced hydrogen and formic acid production from biomass and carbon dioxide with enzymatic and artificial photosynthesis system2014

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Amao, Satomi Takahara, Yuka Sakai
    • 雑誌名

      International Journal of Hydrogen Energy

      巻: 39 号: 35 ページ: 20771-20776

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2014.06.135

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Chloroplast from Spinach adsorbed nanocrystalline TiO2 electrode for photovoltaic conversion device toward artificial photosynthesis system2014

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Amao, Akemi Tadokoro, Miki Nakamura, Naho Shuto, Ayumi Kuroki
    • 雑誌名

      Research on Chemical Intermediates

      巻: 40 号: 9 ページ: 3257-3265

    • DOI

      10.1007/s11164-014-1831-2

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Formate dehydrogenase-viologen immobilized electrode for CO2 conversion toward the development of artificial photosynthesis system2014

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Amao, Naho Shuto
    • 雑誌名

      Research on Chemical Intermediates

      巻: 40 号: 9 ページ: 3267-3276

    • DOI

      10.1007/s11164-014-1832-1

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 二酸化炭素を燃料化する人工光合成系2011

    • 著者名/発表者名
      天尾 豊
    • 雑誌名

      光化学

      巻: 42 ページ: 107-113

    • NAID

      10030166811

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] バイオ燃料生産のための人工光合成システム2014

    • 著者名/発表者名
      天尾豊
    • 学会等名
      日本応用細胞生物学会第12回大会
    • 発表場所
      京都市国際交流会館(京都市・左京区)
    • 年月日
      2014-12-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Promotion of formate dehydrogenase activity of the conversion of CO2 to formic acid by an artificial coenzyme with 2,2’- bipyridinium salt skeletons2014

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Amao, Ryutaro Abe, Sachina Shiotani
    • 学会等名
      7th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference (AsBIC7)
    • 発表場所
      Gold Coast (Australia)
    • 年月日
      2014-11-30 – 2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] The effect of chemical structure of artificial co-enzyme with 4,4’-bipyridine skeleton on the photoinduced formic acid production from CO2 with formate dehydrogenase2014

    • 著者名/発表者名
      Shusaku Ikeyama, Yutaka Amao
    • 学会等名
      7th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference (AsBIC7)
    • 発表場所
      Gold Coast (Australia)
    • 年月日
      2014-11-30 – 2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Methanol Production from Carbon Dioxide Based on the Artificial Photosynthesis System2014

    • 著者名/発表者名
      Ryota Kataoka, Yutaka Amao
    • 学会等名
      7th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference (AsBIC7)
    • 発表場所
      Gold Coast, (Australia)
    • 年月日
      2014-11-30 – 2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Visible-light induced conversion of CO2 to chemical with sensitizer-enzyme hybrid artificial photosynthesis system2014

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Amao
    • 学会等名
      2014 International Conference on Artificial Photosynthesis (ICARP2014)
    • 発表場所
      Awaji Yumebutai International Conference Center (Hyogo, Japan)
    • 年月日
      2014-11-24 – 2014-11-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Artificial Photosynthesis System Based on the Water-Soluble Porphyrins2014

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Amao
    • 学会等名
      2nd International ALA and Porphyrin Symposium (IAPS2)
    • 発表場所
      The University of Tokyo (Tokyo, Japan)
    • 年月日
      2014-11-15 – 2014-11-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Artificial Photosynthesis System for Solar Fuel and Energy Carrier Molecule Production2014

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Amao
    • 学会等名
      21st International SPACC Symposium (SPACC)-Innovative Applications of Coordination Compounds
    • 発表場所
      Kogakuin University (Tokyo, Japan)
    • 年月日
      2014-10-31 – 2014-11-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Visible-light induced methanol production from carbon dioxide with enzymatic and artificial photosynthesis2014

    • 著者名/発表者名
      Ryota Kataoka, Yutaka Amao
    • 学会等名
      21st International SPACC Symposium (SPACC)-Innovative Applications of Coordination Compounds
    • 発表場所
      Kogakuin University (Tokyo, Japan)
    • 年月日
      2014-10-31 – 2014-11-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Development of artificial co-enzyme for synthesis of formic acid from carbon dioxide with formate dehydrogenase2014

    • 著者名/発表者名
      Ryutaro Abe, Yutaka Amao
    • 学会等名
      21st International SPACC Symposium (SPACC)-Innovative Applications of Coordination Compounds
    • 発表場所
      Kogakuin University (Tokyo, Japan)
    • 年月日
      2014-10-31 – 2014-11-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Effect of chemical structure of artificial co-enzyme with 4,4’-bipyridinium salt on the photoinduced formic acid production from CO2 with formate dehydrogenase2014

    • 著者名/発表者名
      Shusaku Ikeyama, Yutaka Amao
    • 学会等名
      21st International SPACC Symposium (SPACC)-Innovative Applications of Coordination Compounds
    • 発表場所
      Kogakuin University (Tokyo, Japan)
    • 年月日
      2014-10-31 – 2014-11-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Hydrogen production form formic acid with enzyme and the catalyst complex system2014

    • 著者名/発表者名
      Atsuro Kai, Yutaka Amao
    • 学会等名
      21st International SPACC Symposium (SPACC)-Innovative Applications of Coordination Compounds
    • 発表場所
      Kogakuin University (Tokyo, Japan)
    • 年月日
      2014-10-31 – 2014-11-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ギ酸脱水素酵素が触媒する二酸化炭素‐ギ酸変換反応に有効な人工補酵素の開発2014

    • 著者名/発表者名
      安部龍太朗・天尾豊
    • 学会等名
      第4回CSJ化学フェスタ
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都・江戸川区)
    • 年月日
      2014-10-14 – 2014-10-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 酵素・触媒複合システムによるギ酸-水素変換反応2014

    • 著者名/発表者名
      甲斐温朗・天尾豊
    • 学会等名
      第4回CSJ化学フェスタ
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都・江戸川区)
    • 年月日
      2014-10-14 – 2014-10-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ギ酸脱水素酵素-増感剤系による可視光駆動型二酸化炭素-ギ酸変換反応2014

    • 著者名/発表者名
      天尾豊・安部龍太朗・塩谷祥奈
    • 学会等名
      2014年光化学討論会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ギ酸脱水素酵素が触媒する二酸化炭素-ギ酸変換反応に対するビピリジン骨格を基盤とした人工補酵素の影響に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      天尾豊・池山秀作
    • 学会等名
      第114回触媒討論会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス(広島県・東広島市)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 二酸化炭素を資源化する人工光合成系の構築:バイオマス利用への展開2014

    • 著者名/発表者名
      天尾豊
    • 学会等名
      第114回触媒討論会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス(広島県・東広島市)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effect of Chemical Structure of Viologen-derivatives as an Artificial Co-enzyme on the Carbon Dioxide Reduction Activity of Formate Dehydrogenase2014

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Amao, Shusaku Ikeyama
    • 学会等名
      International Conference "Molecular Complexity in Modern Chemistry" (MCMC-2014)
    • 発表場所
      Moscow (Russia)
    • 年月日
      2014-09-13 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 二酸化炭素を分子変換する酵素触媒を基盤とした人工光合成系2014

    • 著者名/発表者名
      天尾豊
    • 学会等名
      第66回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Promotion of formate dehydrogenase activity of the conversion of carbon dioxide to formic acid by viologen derivatives as an artificial coenzyme2014

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Amao, Ryutaro Abe, Sachina Shiotani
    • 学会等名
      7th International Congress on Biocatalysis (biocat2014)
    • 発表場所
      Hamburg (Germany)
    • 年月日
      2014-08-31 – 2014-09-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Photoelectrochemical Biofuel Cell with the Carbon Dioxide Conversion Function Consisting of Thylakoid Membrane from Algae and Enzyme Immobilized Electrodes2014

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Amao, Naho Shuto, Akemi Tadokoro, Miki Nakamura
    • 学会等名
      20th International Conference on Photochemical Conversion and Storage of Solar Energy (IPS-20)
    • 発表場所
      Berlin (Germany)
    • 年月日
      2014-07-27 – 2014-08-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Chemical Structure of Viologen-Derivatives on the Reduction Catalyst Activity with Formate Dehydrogenase2014

    • 著者名/発表者名
      Shusaku Ikeyama, Yutaka Amao
    • 学会等名
      20th International Conference on Photochemical Conversion and Storage of Solar Energy (IPS-20)
    • 発表場所
      Berlin (Germany)
    • 年月日
      2014-07-27 – 2014-08-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 可視光駆動型二酸化炭素‐ギ酸変換反応系における人工補酵素-ギ酸脱水素酵素間相互作用に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      池山秀作・天尾豊
    • 学会等名
      第33回光が関わる触媒化学シンポジウム
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都・葛飾区)
    • 年月日
      2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ソーラ燃料生成のためのArtificial Leafデバイスの創製2014

    • 著者名/発表者名
      天尾豊
    • 学会等名
      第10回 有機太陽電池シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学(京都府・宇治市)
    • 年月日
      2014-07-17 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光水素生産反応のための水素発生用人工酵素の構築と評価2013

    • 著者名/発表者名
      甲斐温朗,天尾豊
    • 学会等名
      第50回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 光捕集‐人工補酵素機能を合わせ持つ複合分子の合成と光化学的特性評価2013

    • 著者名/発表者名
      安部龍太郎,天尾豊
    • 学会等名
      第50回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 光増感分子‐酵素系による二酸化炭素‐メタノール変換反応機構解明に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      片岡良太、天尾豊
    • 学会等名
      第50回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 二酸化炭素‐ギ酸変換反応系を触媒するギ酸脱水素酵素に対する人工補酵素の化学構造と機能相関に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      池山秀作、天尾豊
    • 学会等名
      第50回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 藻類由来光合成器官を利用した光電変換デバイスの機能評価2013

    • 著者名/発表者名
      天尾豊
    • 学会等名
      2013有機太陽電池シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ソーラー燃料・物質生産のための人工光合成技術~これまでの成果と実用への課題~2013

    • 著者名/発表者名
      天尾豊
    • 学会等名
      ITACテクノカフェ大阪25年度第3回定例会
    • 発表場所
      大阪府立大学 I-siteなんば
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 二酸化炭素分子変換する光増感分子-酵素複合系2013

    • 著者名/発表者名
      天尾豊
    • 学会等名
      2013光化学討論会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 二酸化炭素‐ギ酸変換反応を触媒するギ酸脱水素酵素に対する人工補酵素の化学構造と機能相関2013

    • 著者名/発表者名
      天尾豊,池山秀作
    • 学会等名
      第112回触媒討論会
    • 発表場所
      秋田大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ソーラー燃料生成のためのハイブリッド型人工光合成システムの構築2013

    • 著者名/発表者名
      天尾豊
    • 学会等名
      日本太陽エネルギー学会関西支部 2013 年度シンポジウム
    • 発表場所
      キャンパスポート大阪
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光水素生産反応のための水素発生用人工酵素の構築と評価2013

    • 著者名/発表者名
      甲斐温朗,天尾豊
    • 学会等名
      第43回石油・石油化学討論会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ギ酸脱水素酵素が触媒する二酸化炭素‐ギ酸変換反応に有効な人工補酵素の開発2013

    • 著者名/発表者名
      安部龍太郎,天尾豊
    • 学会等名
      第43回石油・石油化学討論会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 光増感剤‐酵素系による二酸化炭素‐メタノール変換系の構築2013

    • 著者名/発表者名
      片岡良太、天尾豊
    • 学会等名
      第43回石油・石油化学討論会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 二酸化炭素還元能を有する酵素を活性化する人工補酵素の開発2013

    • 著者名/発表者名
      池山秀作、天尾豊
    • 学会等名
      第43回石油・石油化学討論会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of Chemical Structure of Viologen-derivatives on the CO2 Reduction Activity with Formate Dehydrogenase2013

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Amao, Shusaku, Ikeyama
    • 学会等名
      he Sixteenth International Symposium on Relations between Homogeneous and Heterogeneous Catalysis (ISHHC-16)
    • 発表場所
      Hokkaido University
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of Chemical Structure of Viologen-derivatives on the Conversion of CO2 to Formic acid Activity with Formate Dehydrogenase2013

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Amao, Shusaku, Ikeyama
    • 学会等名
      XIth European Congress on Catalysis
    • 発表場所
      France
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工光合成を基盤とした二酸化炭メタノール変換反応における人工補酵素の構造相関2012

    • 著者名/発表者名
      天尾豊、伊藤裕也
    • 学会等名
      第110回触媒討論会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] ソーラー燃料生成のための色素-酵素複合型人工光合成系2012

    • 著者名/発表者名
      天尾豊
    • 学会等名
      第1回有機太陽電池・人工光合成研究会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 二酸化炭素を燃料化する人工光合成2012

    • 著者名/発表者名
      天尾豊
    • 学会等名
      2012年CREST 有機太陽電池シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学宇治キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Liquid Fuel Production from CO2 with Photosensitizer‐Enzyme Based Artificial Photosynthesis System2012

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Amao
    • 学会等名
      31th The International Symposium on Photocatalysis
    • 発表場所
      Kyoto University
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Solar Biohydrogen Production with Artificial Photosynthesis System2012

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Amao
    • 学会等名
      日仏セミナー水素エネルギー
    • 発表場所
      在日フランス大使館
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 二酸化炭素をメタノールに変換する人工光合成系の構築2012

    • 著者名/発表者名
      天尾 豊
    • 学会等名
      第1回「フォーラム:人工光合成」
    • 発表場所
      科学技術振興機構東京本部地階ホール
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of artificial leaf device for solar fuel production2012

    • 著者名/発表者名
      天尾 豊
    • 学会等名
      243rd American Chemical Society National Meeting & Exposition(招待講演)
    • 発表場所
      San Diego Convention Center, USA
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [図書] 光合成研究と産業応用最前線(第2節 光合成器官・触媒複合型人工光合成システムの開発を執筆)2014

    • 著者名/発表者名
      天尾豊
    • 総ページ数
      446
    • 出版者
      NTS
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] 化学便覧 応用化学編 第7版(6.6.6バイオ触媒を執筆)2014

    • 著者名/発表者名
      天尾豊
    • 総ページ数
      1788
    • 出版者
      丸善
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] 人工光合成実用化に向けた最新技術2013

    • 著者名/発表者名
      天尾豊
    • 総ページ数
      278
    • 出版者
      情報機構
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [産業財産権] 酸化還元酵素反応の制御及びその応用2012

    • 発明者名
      天尾豊、池山秀作、中西雄二、高橋哲也、荻野幹治
    • 権利者名
      天尾豊、池山秀作、中西雄二、高橋哲也、荻野幹治
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2012-139887
    • 出願年月日
      2012-06-21
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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