| 研究領域 | 高次複合光応答分子システムの開拓と学理の構築 |
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| 研究課題/領域番号 |
17H05255
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
出羽 毅久 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70335082)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 超高速エネルギー移動 / 光合成 / 光収穫系複合体 / 変異体 / 光エネルギー変換 / 光電流 / 電荷分離 / 光合成アンテナ複合体 / バイオハイブリッド / 光収穫系 / 蛍光色素 / 機能拡張 / 分子集合系 / 脂質二分子膜 / 生体分子 / 生体機能利用 |
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| 研究実績の概要 |
エネルギー密度の低い太陽光を光エネルギー変換系に利用するためには、超高速エネルギー移動による効率の良い光収穫系の作成が必要である。本研究では、光合成の光収穫系複合体（LH2）を用い、LH2内の色素（バクテリオクロロフィル:B800, B850）による吸収強度の低い波長領域に吸収・蛍光波長帯を有する人工色素を結合させることにより、吸収波長帯を拡張したLH2を作成し、その超高速エネルギー移動を調べる。2年目において、 前年度の成果をさらに発展させ、LH2に結合させた蛍光色素(ATTO647N)が吸収した光エネルギーを光化学反応に用いることができることを初めて示した。光収穫系複合体ー反応中心コア複合体（LH1-RC）とバイオハイブリッドLH2を脂質二分子膜分子集合系を用いて共存させることにより、ATTO647N→B800/B850→LH1→RCへの連続的な超高速エネルギー移動が天然系と匹敵する速度で起こる事がフェムト秒過渡吸収計測により明らかとなった。興味深いことに、脂質二分子膜という分子集合系においてエネルギー移動速度が顕著に増大することがわかった。これは、疎水性の蛍光色素であるATTO647Nが脂質二分子膜中に選択的に導入され、アクセプターのB800/B850との配向性を有すること、膜への導入によりB800/B850との相対距離も減少し、これら2つの要因により顕著なエネルギー移動速度の増大する要因となっていると結論づけられた。さらに、ATTO647Nにより窮されたエネルギーがRCでの電荷分離反応に効率よく使われていることもわかった。電極上でこのバイオハイブリッドLH2とLH1-RCを共存させると、ATTO647N励起による顕著な光電流が観察された。この結果から、光捕集系と光触媒系とが効率よく結合していることが示された。
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| 現在までの達成度 (段落) |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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