半導体光触媒ー光合成膜タンパク質ハイブリッドによる光エネルギー変換人工オルガネラ

• 研究領域: 生物を陵駕する無細胞分子システムのボトムアップ構築学
• 研究課題/領域番号: 24H01128
• 研究種目: 学術変革領域研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 学術変革領域研究区分(Ⅱ)
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 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)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円); 2025年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2024年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
• キーワード: 半人工光合成 / 光収穫系 / 光触媒反応 / 水の酸化分解 / 光合成細菌 / 光合成 / 光エネルギー変換

研究開始時の研究の概要

光合成は太陽光エネルギーを化学エネルギーに変換する極めて効率の良いシステムであり、複数の膜タンパク質が光合成膜中で集合体構造を形成している。クリーンで高効率な光エネルギー変換系のボトムアップ構築のためには水を電子供給源とする事が必要不可欠である。本研究では、水の光酸化分解を行う半導体光触媒と安定なRCおよびLHを複合化したバイオハイブリッド型光エネルギー変換人工オルガネラを構築し駆動させる。RCの光触媒反応により生じる還元型ユビキノンを駆動力とし、ヒドロゲナーゼによる水素発生を行う。本研究により、天然の光合成膜では不可能な高効率な水素発生人工オルガネラを構築する。