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天然産クロロフィルを利用した機能性超分子構造体の構築

公募研究

研究領域分子ナノシステムの創発化学
研究課題/領域番号 23111719
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関立命館大学

研究代表者

民秋 均  立命館大学, 薬学部, 教授 (00192641)

研究期間 (年度) 2011 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2011年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード超分子化学 / 光物性 / 生体材料 / 走査プローブ顕微鏡 / 太陽電池
研究概要

光合成は地球最大のエネルギー変換システムであり、光合成初期過程における光エネルギーの捕集・伝達・変換という極めて重要な役割を担っているのは、クロロフィル(Chl)と呼ばれる色素分子である。高等植物などのアンテナ部では、Chl色素分子がタンパク質と特異的に相互作用すること(色素-タンパク複合体を形成すること)で巧妙に配置され、超高速・高効率なエネルギーの伝達を行っている。一方、光強度の極めて低い環境でも生息できる緑色光合成細菌では、クロロゾームという特殊なアンテナ系がその機能を担っている。クロロゾームにはバクテリオクロロフィル(BChl)-c,d,eと呼ばれる分子が含まれており、これらのBCh1分子がタンパク質の補助なしにJ型の自己会合体を形成することで、クロロゾームは光捕集アンテナとして機能している。このJ会合体の超分子ナノ構造は現在でも未確定であるが、ロッド状や(ラメラ)シート状であると想定されている。このような自己会合体を形成しうるモデル分子を天然産のChl-aから調製した。特に下記の点は特筆される
1モデル分子に様々なエステル鎖を導入できた。213^l位のオキソ基の代わりにシアノメチレン基でも構わないことを明らかにした。これらのモデル分子を様々な環境でその巨大J会合体を構築させた。モデル化合物の会合体は、直径2,5もしくは10nmのロッド状(もしくはファイバー状)の超分子ナノ構造を構築しやすいことを、原子間力顕微鏡(AFM)や走査・透過型電子顕微鏡で明らかにした。この超分子構造体のアスペクト比は200以上になり、ゲラニルゲラニル基を導入したものでは、直径5nmで長さが6μmにも及ぶもの(アスペクト比が1200)も見られた。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (54件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (44件) 図書 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Self-assembly of zinc bacteriochlorophyll d derivatives possessing a triethoxysilyl group at the 17-propionate residue2012

    • 著者名/発表者名
      N. Takahashi, et al.
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn

      巻: 85(印刷中)(印刷中のため未定)

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supramolecular Energy Transfer form Photoexcited Chlorosomal Zinc Porphyrin Self-Aggregates to a Chlorin or Bacteriochlorin Monomer as Models of Main Light-Harvesting Antenna Systems in Green Photosynthetic Bacteria2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Kataoka
    • 雑誌名

      Bioorg. Med. Chem. Lett.

      巻: 22 号: 16 ページ: 5218-5221

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2012.06.066

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Construction of chlorosomal rod self-aggregates in the solid state on any substrates from synthetic chlorophyll derivatives possessing an oligomethylene chain at the 17-propionate residue2012

    • 著者名/発表者名
      S. Shoji
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 18 号: 42 ページ: 13331-13341

    • DOI

      10.1002/chem.201201935

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-assembly of amphiphilic molecules in droplet compartments : discrete sub-micrometer-sized one-dimensional structures2012

    • 著者名/発表者名
      M.Numata, et al
    • 雑誌名

      Angew.Chem.Int.Ed.

      巻: 51 号: 8 ページ: 1844-1848

    • DOI

      10.1002/anie.201106632

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water Coordinated Zinc Dioxo-Chlorin and Porphyrin Self-assemblies as Chlorosomal Mimics : Variability of the Supramolecular Interactions2012

    • 著者名/発表者名
      A.Jesorka, et al
    • 雑誌名

      Photochem.Photobiol.Sci.

      巻: 11(印刷中) 号: 6 ページ: 1069-1080

    • DOI

      10.1039/c2pp25016k

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biosynthesis of unnatural bacteriochlorophyll c derivatives esterified with α,ω-diols in the green sulfur photosynthetic bacterium Chlorobaculum tepidum2011

    • 著者名/発表者名
      R.Nishimori, et al
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 50 号: 36 ページ: 7756-7764

    • DOI

      10.1021/bi200994h

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Molecular Biological Approach on Biosynthesis of Chlorophylls in Phototrophic Bacteria2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Tsukatani, など
    • 学会等名
      SNCPP12
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀)
    • 年月日
      2012-06-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Structural Changes of Self-Aggregates of Bacteriochlorophyll d Derivatives Possessing a Triethoxysilyl Group by Its Hydrolysis2012

    • 著者名/発表者名
      N. Takahashi, など
    • 学会等名
      SNCPP12
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀)
    • 年月日
      2012-06-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Self-Aggregation of Synthetic Zinc Chlorophyll Derivatives Possessing Different Electron Withdrawing Groups2012

    • 著者名/発表者名
      H. Tamiaki, など
    • 学会等名
      SNCPP12
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀)
    • 年月日
      2012-06-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Self-Aggregation of Amphiphilic Zinc 3^1-N-Methylamino-Chlorins in Organic-Aqueous Media2012

    • 著者名/発表者名
      T. Miyatake, など
    • 学会等名
      SNCPP12
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀)
    • 年月日
      2012-06-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Cooperative Interaction of Amino and Zinc Moieties of Synthetic Chlorophyll Derivatives with Any Molecular Species2012

    • 著者名/発表者名
      H. Tamiaki, など
    • 学会等名
      SNCPP12
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀)
    • 年月日
      2012-06-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Self-Assembly of Zinc Chlorins Possessing a Heterocyclic Substituent at the 3-Position2012

    • 著者名/発表者名
      S. Sasaki, など
    • 学会等名
      SNCPP12
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀)
    • 年月日
      2012-06-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Supramolecular Nanostructures of Synthetic Bacteriochlorophyll-d Analogs Possessing Various Substituents2012

    • 著者名/発表者名
      S. Shojiなど
    • 学会等名
      SNCPP12
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀)
    • 年月日
      2012-06-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Novel Supramolecular Assembling System at Dynamic Liquid-Liquid Interface Generated by Micro fluidic Device2012

    • 著者名/発表者名
      M. Takayama, など
    • 学会等名
      SNCPP12
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀)
    • 年月日
      2012-06-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 緑色光合成細菌の集光バクテリオクロロフィルのエステル鎖末端の改変2012

    • 著者名/発表者名
      佐賀佳央, など
    • 学会等名
      光合成学会第3回年会
    • 発表場所
      東京工業大学(神奈川)
    • 年月日
      2012-06-02
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ピレン部位を有するクロロフィル誘導体の自己会合体に対するシクロデキストリンの影響2012

    • 著者名/発表者名
      佐賀佳央, など
    • 学会等名
      第9回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      2012-05-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] マイクロフロー空間内の動的界面を用いた超分子構造の制御2012

    • 著者名/発表者名
      高山ももこ, など
    • 学会等名
      第9回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      2012-05-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] マイクロドロップレッドの"Comparment"効果を利用した一次元マイクロ構造体の創製2012

    • 著者名/発表者名
      広瀬直弥, など
    • 学会等名
      第9回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      2012-05-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] アミノ基を有するクロロフィル類の合成とその物性2012

    • 著者名/発表者名
      永井智章, など
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県)
    • 年月日
      2012-03-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 自己集積型クロロフィル誘導体の合成とその配位能2012

    • 著者名/発表者名
      久野将生, など
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県)
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] アミノ基およびヒドロキシ基を持つクロロフィル誘導体の合成と自己会合挙動2012

    • 著者名/発表者名
      町田慎之介, など
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県)
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ロッド状亜鉛クロロフィル自己集積体における光電流発生2012

    • 著者名/発表者名
      庄司淳, など
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県)
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 17位に金属配位性部位を有する自己会合性クロロフィル誘導体の合成と物性解析2012

    • 著者名/発表者名
      高橋直哉, など
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県)
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] PEG鎖をリンカーとした亜鉛3-メトキシメチルクロリン二量体分子の自己組織化2012

    • 著者名/発表者名
      平井良児, など
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県)
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 両親媒性亜鉛3-ヒドロキシメチルクロリンの自己会合体による超分子ゲルの創製2012

    • 著者名/発表者名
      武田将幸, など
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県)
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 動的界面を用いた新規分子集積システムの構築2012

    • 著者名/発表者名
      高山ももこ, など
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県)
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 亜鉛3-(1-ヒドロキシエチル)-クロリンの自己会合における超音波の効果2012

    • 著者名/発表者名
      清水智裕, など
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県)
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 亜鉛3-アミノメチルクロリンおよびその二量体分子の合成と自己組織化2012

    • 著者名/発表者名
      増田洋平, など
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県)
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] パーフルオロアルキル基をもつ亜鉛3-メトキシメチルクロリン類の合成と物性2012

    • 著者名/発表者名
      黒坂知哉, など
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県)
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 合成クロロフィルの自己集積体による光合成アンテナの創製2012

    • 著者名/発表者名
      民秋均
    • 学会等名
      第22回光・ナノサイエンスインフォーマルセミナー
    • 発表場所
      京都大学(宇治キャンパス)(京都府)(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-06
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Self-aggregates of synthetic chlorophylls as models of photosynthetic antennas2012

    • 著者名/発表者名
      H.Tamiaki
    • 学会等名
      香港科技大学化学科講演会
    • 発表場所
      香港(中国)(招待講演)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] クロロフィルの化学2011

    • 著者名/発表者名
      民秋均
    • 学会等名
      東京工業大学G-COE化学講演会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都)(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 両親媒性亜鉛クロリン類の自己会合と超分子ゲルの形成2011

    • 著者名/発表者名
      武田将幸, など
    • 学会等名
      第22回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県)
    • 年月日
      2011-09-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 亜鉛クロリンおよびその二量体分子の合成と自己組織化2011

    • 著者名/発表者名
      増田洋平, など
    • 学会等名
      第22回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県)
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 長鎖末端に水酸基を有する非天然型バクテリオクロロフィルcによる緑色光合成細菌のクロロゾーム型色素集積超分子の形成2011

    • 著者名/発表者名
      西森理里, など
    • 学会等名
      第5回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県)
    • 年月日
      2011-09-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ流路デバイスを用いた新規超分子集積システム2011

    • 著者名/発表者名
      高山ももこ, など
    • 学会等名
      第5回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県)
    • 年月日
      2011-09-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] エトキシシリル基の加水分解によって誘起される亜鉛バクテリオクロロフィルd誘導体の自己会合体の分光特性変化2011

    • 著者名/発表者名
      高橋直哉, など
    • 学会等名
      2011年光化学討論会
    • 発表場所
      宮崎市河田半コンベンションエリア(宮崎県)
    • 年月日
      2011-09-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 両親媒性亜鉛クロリン二量体分子の合成と自己組織化2011

    • 著者名/発表者名
      平井良児, など
    • 学会等名
      2011年光化学討論会
    • 発表場所
      宮崎市河田半コンベンションエリア(宮崎県)
    • 年月日
      2011-09-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] クロロフィル金属錯体を用いたロッド状自己集積体の構築とその光物性2011

    • 著者名/発表者名
      庄司淳, など
    • 学会等名
      第23回配位化合物の光化学討論会
    • 発表場所
      信州大学(長野県)
    • 年月日
      2011-08-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] PEG鎖をもつ亜鉛クロロフィル類の自己会合体による超分子ゲルの形成2011

    • 著者名/発表者名
      宮武智弘, など
    • 学会等名
      第19回光合成の色素系と反応中心に関するセミナー
    • 発表場所
      大阪大学(豊中キャンパス)(大阪府)
    • 年月日
      2011-07-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] クロロフィルの超分子科学と光化学2011

    • 著者名/発表者名
      民秋均
    • 学会等名
      千葉大学工学部講演会
    • 発表場所
      千葉大学工学部4号棟(千葉県)(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-01
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Construction of Artificial Chlorosomal Antenna from a Synthetic Bacteriochlorophyll-d Analog and Observation of Their Photocurrents2011

    • 著者名/発表者名
      S.Shoji, など
    • 学会等名
      SNCPP11
    • 発表場所
      立命館大学エポック21(滋賀県)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Novel Supramolecular Assembling System by Using Microfluidic Devices2011

    • 著者名/発表者名
      M.Takayama, など
    • 学会等名
      SNCPP11
    • 発表場所
      立命館大学エポック21(滋賀県)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Supramolecular Gels Prepared with Amphiphilic Zinc Chlorins Possessing an Oligooxyethylene Group2011

    • 著者名/発表者名
      M.Takeda, など
    • 学会等名
      SNCPP11
    • 発表場所
      立命館大学エポック21(滋賀県)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Coordination and Aggregation of Chlorophylls in Photosynthetic Proteins2011

    • 著者名/発表者名
      T.Oba, など
    • 学会等名
      SNCPP11
    • 発表場所
      立命館大学エポック21(滋賀県)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Construction of Chlorophyll Tetramer via Dimerization of Chlorin-Dyad in a Solution2011

    • 著者名/発表者名
      S.Sasaki, など
    • 学会等名
      SNCPP11
    • 発表場所
      立命館大学エポック21(滋賀県)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and optical properties of chlorophyll oligomers linked with metal complexes of β-diketonates2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Kinoshita, など
    • 学会等名
      6th ISMSC
    • 発表場所
      英国・Brighton
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Self-aggregation of synthetic bacteriochlorophyll-d analogs possessing various substituents as a model of chlorosomal antenna2011

    • 著者名/発表者名
      S.Shoji, など
    • 学会等名
      Gordon-Kenan Research Seminar on Photochemistry
    • 発表場所
      ボストン(アメリカ)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Rod-like self-aggregation of synthetic bacteriochlorophyll-d analogs and observation of their photocurrents2011

    • 著者名/発表者名
      S.Shoji, など
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on Photochemistry
    • 発表場所
      ボストン(アメリカ)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Self-aggregation of synthetic chlorophyll derivatives possessing hydroxy and/or a mino groups in the C3-substituent2011

    • 著者名/発表者名
      S.Machida, など
    • 学会等名
      ISACS6
    • 発表場所
      北京(中国)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] Handbook of Porphyrin Science, vol.112011

    • 著者名/発表者名
      H.Tamiaki, et al
    • 総ページ数
      68
    • 出版者
      World Scientific
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology, vol.202011

    • 著者名/発表者名
      Y.Saga, et al
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      American Scientific
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] クロロフィル-構造・反応・機能-2011

    • 著者名/発表者名
      民秋均, など
    • 総ページ数
      94
    • 出版者
      裳華房
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [産業財産権] 緑色硫黄細菌変異体およびバクテリオクロロフィル2012

    • 発明者名
      原田二朗、野口正人、民秋均
    • 権利者名
      立命館大学、久留米大学
    • 産業財産権番号
      2012-028919
    • 出願年月日
      2012-02-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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