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光合成エネルギー移動ダイナミクスを制御するタンパク質構造の揺らぎと変化について

研究課題

研究課題/領域番号 24850018
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 物理化学
研究機関分子科学研究所

研究代表者

石崎 章仁  分子科学研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 研究員 (60636207)

研究期間 (年度) 2012-08-31 – 2014-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2013年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード光合成光捕獲系 / 電子エネルギー移動 / 量子ダイナミクス / 色素タンパク質複合体
研究概要

光合成光捕獲系における電子エネルギー移動に関して、単一の色素タンパク質複合体に関しては非常に詳細な研究が押し進められてきた。理論研究に関しても、単一の光捕獲タンパク質"内"に内包される色素の電子励起エネルギー移動ダイナミクスに関しては精度の高い記述が可能となってきた。しかし通常、太陽光を吸収する事で誘起される電子励起は複数の光捕獲系タンパク質"間"を遍歴した後に反応中心に辿り着く。ところが、そのような電子励起エネルギー移動のフル量子ダイナミクス計算はコストが非常に高く、また、仮に可能であったとしても、計算結果から高い量子収率で起こるエネルギー移動とその外界変動に応じた制御機構に関して洞察・理解を得ることは難しいのが現状である。
本年度は、より複雑で大きな超複合体における電子励起エネルギー移動ダイナミクスとその制御の理解に向けて、量子的非局在化効果と古典的拡散過程を分離して扱う generalized Forster theory または multichromophoric Forster theoryの適応範囲や妥当性を量子マスター方程式の枠組みで調べ、光捕獲系タンパク質“間”のエネルギー移動における色素電子励起の量子的非局在化効果とそれを取り囲むタンパク質が誘起する揺らぎに関して解析を行った。並行して、単一の色素タンパク質複合体に関しても、平衡構造まわりの揺らぎの大きさや異方性の分布・タンパク質全体の協同的な運動に対応する低振動数モードの分布とタンパク質に内包される色素分子の位置との相関解析を進めている。

現在までの達成度 (区分)
理由

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] An analytical continuation approach for evaluating emission lineshapes of molecular aggregates and the adequacy of multichromophoric Forster theory2013

    • 著者名/発表者名
      Leonardo Banchi
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics

      巻: 138 号: 18 ページ: 184107-184107

    • DOI

      10.1063/1.4803694

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] What do we learn about light harvesting systems from long-lived electronic coherence?2013

    • 著者名/発表者名
      Akihito Ishizaki
    • 学会等名
      The 72nd Okazaki Conference on Ultimate Control of Coherence
    • 発表場所
      Okazaki Conference Center, Okazaki, Aichi, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] What do we learn about light harvesting systems from long-lived electronic coherence?2013

    • 著者名/発表者名
      Akihito Ishizaki
    • 学会等名
      International Workshop on Quantum Biology: Facts and Future Prospects
    • 発表場所
      Indian Institute of Technology Rajasthan, Jodhpur, India
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] TBA2013

    • 著者名/発表者名
      Akihito Ishizaki
    • 学会等名
      Quantum Effects in Condensed-phase Systems
    • 発表場所
      Telluride Science Research Center, Telluride, Colorado, USA
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Quantum Dynamical Aspects of efficient energy transport in photosynthetic light harvesting2013

    • 著者名/発表者名
      Akihito Ishizaki
    • 学会等名
      15th Asian Chemical Congress
    • 発表場所
      Resort World Sentsa, Singapore
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] TBA2013

    • 著者名/発表者名
      Akihito Ishizaki
    • 学会等名
      Quantum Simulation of Open Quantum Systems
    • 発表場所
      Albert-Ludwigs Universitat Freiburg, Freiburg, Germany
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2012-11-27   更新日: 2019-07-29  

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