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光合成細菌の生合成反応を利用した天然型光捕集超分子の機能化

公募研究

研究領域人工光合成による太陽光エネルギーの物質変換:実用化に向けての異分野融合
研究課題/領域番号 25107525
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
研究機関近畿大学

研究代表者

佐賀 佳央  近畿大学, 理工学部, 准教授 (60411576)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード光合成 / 緑色光合成細菌 / クロロゾーム / バクテリオクロロフィル / 生合成
研究実績の概要

高効率で太陽光エネルギー捕集・伝達を行う天然型の光合成光捕集超分子の良さを生かしながら人工光合成に展開するためには、精密な色素集積超分子構造を保持しつつ、光機能性や安定性の制御や新たな機能性付与を行う方法論が重要である。そこで本研究では、緑色光合成細菌の膜外集光アンテナ超分子・クロロゾームを研究対象とし、構成分子の生合成過程を利用してクロロゾーム改変を行う方法論の開発を目的とした研究を推進した。あわせて、クロロゾーム膜面のエネルギー受容部位へ合成分子を再構成することによる機能化法の開発も推進した。
平成26年度においては、クロロゾーム内部で光機能性部位を形成する集光バクテリオクロロフィル分子の生合成過程の最終反応を利用して、それらの長鎖エステル鎖を改変した。その結果として、緑色硫黄光合成細菌Chlorobaculum tepidumの細胞内でバクテリオクロロフィルcの17位エステル鎖末端にハロゲン原子や不飽和結合を導入することに成功した。このようなエステル鎖を有するバクテリオクロロフィルcは細胞内でクロロゾームの光機能性部位に取り込まれることが示された。また、クロロゾームのバクテリオクロロフィル自己会合体で捕集した光エネルギーをクロロゾーム膜面で受容するベースプレート色素タンパク質の部分を合成機能分子で置き換え天然型の光捕集超分子を合成系と融合させることを目的として、両親媒性の機能分子を合成しベースプレート除去クロロゾームへの再構成を行った。
これらの研究成果は、査読付論文4報、学会発表8件で報告した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (16件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Facile Transformation of the Five-Membered Exocyclic E-Ring of 132-Demethoxycarbonyl Chlorophyll Derivatives by Molecular Oxygen with Titanium Oxide in the Dark2015

    • 著者名/発表者名
      N. Takahashi, K. Hirota, Y. Saga
    • 雑誌名

      Journal of Porphyrins and Phthalocyanines

      巻: 19 号: 04 ページ: 631-637

    • DOI

      10.1142/s1088424615500054

    • 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] Production of Bacteriopurpurin-18 Phytyl Ester from Bacteriopheophytin a by Contact with Titanium Oxides in the Presence of Molecular Oxygen2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Saga, A. Ishitani, N. Takahashi, K. Kawamura
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      巻: 25 号: 3 ページ: 639-641

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2014.12.002

    • 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] Biosynthesis of bacteriochlorophyll c derivatives possessing chlorine and bromine atoms at the terminus of esterifying chains in the green sulfur bacterium Chlorobaculum tepidum2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Saga, Keisuke Hayashi, Tadashi Mizoguchi and Hitoshi Tamiaki
    • 雑誌名

      J. Biosci. Bioeng.

      巻: 118(1) 号: 1 ページ: 82-87

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2013.12.023

    • NAID

      110009838774

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of the Central Metal on Stretching Vibrational Bands of the Periphral Carbonyl Moieties in Formylated Chlorophyll Derivatives Studied by Fourier-Transform Infrared Spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      K. Sadaoka, Y. Saga
    • 雑誌名

      Journal of Porphyrins and Phthalocyanines

      巻: 18 号: 06 ページ: 506-512

    • DOI

      10.1142/s1088424614500242

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Self-Assembly of Amphiphilic Zinc Chlorophyll Derivatives Possessing a Crown Ether at the 17-Propionate Residue2013

    • 著者名/発表者名
      N. Takahashi, H. Tamiaki, Y. Saga
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 69 号: 18 ページ: 3638-3645

    • DOI

      10.1016/j.tet.2013.03.015

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 緑色硫黄光合成細菌のバクテリオクロロフィルaシンターゼの酵素活性:基質と反応条件の影響2015

    • 著者名/発表者名
      佐賀佳央、廣田圭耶、原田二朗、民秋均
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学(船橋)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Biosynthesis of Unnatural Bacteriochlorophylls c Possessing an Unsaturated Bond at the Terminus of the Esterifying Chain in a Green Sulfur Photosynthetic Bacterium Chlorobaculum2014

    • 著者名/発表者名
      佐賀佳央、林圭介、民秋均
    • 学会等名
      2014 International Conference on Artificial Photosynthesis
    • 発表場所
      淡路国際会議場(淡路)
    • 年月日
      2014-11-24 – 2014-11-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 緑色硫黄光合成細菌の膜外アンテナ超分子への両親媒性バクテリオクロロフィルa誘導体の複合化と励起エネルギー移動の観測2014

    • 著者名/発表者名
      高橋直哉、宮武智弘、民秋均、佐賀佳央
    • 学会等名
      2014年光化学討論会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 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] 長鎖エステル鎖末端に反応性官能基を有する非天然型バクテリオクロロフィルcを含む光合成アンテナ超分子・クロロゾームの単離精製と物性解析2014

    • 著者名/発表者名
      佐賀佳央、林圭介、民秋均
    • 学会等名
      第8回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      岡山大学(岡山)
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 緑色光合成細菌の光捕集アンテナ超分子への非天然型合成分子の導入と光化学特性解析2014

    • 著者名/発表者名
      佐賀佳央、水口奈生、高橋直哉、林圭介、山田翔大、宮武智弘、民秋均
    • 学会等名
      第26回配位化合物の光化学討論会
    • 発表場所
      首都大学東京(八王子)
    • 年月日
      2014-08-06 – 2014-08-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Amphiphilic Bacteriochlorophyll a Derivatives as Artificial Energy Acceptors in Chlorosomal Lipid Layers of Green Photosynthetic Bacteria2014

    • 著者名/発表者名
      高橋直哉、宮武智弘、民秋均、佐賀佳央
    • 学会等名
      20th International Conference on Photochemical Conversion and Storage of Solar Energy
    • 発表場所
      ベルリン(ドイツ)
    • 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] Transformation of the Five-Membered E-Ring of Bacteriopheophytin a by Contact with Titanium Oxide Surfaces in the Presence of Molecular Oxygen toward Facile Synthesis of Near Infrared Light Responsive Pigments2014

    • 著者名/発表者名
      佐賀佳央、石谷篤史、高橋直哉、川村権史
    • 学会等名
      25th IUPAC Symposium on Photochemistry
    • 発表場所
      ボルドー(フランス)
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Fourier-Transform Infrared Spectroscopic Studies of Formylated Metallochlorins and Free-Base Chlorins2014

    • 著者名/発表者名
      佐賀佳央, 定岡香菜
    • 学会等名
      10th International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
    • 発表場所
      立命館大学(草津)
    • 年月日
      2014-05-30 – 2014-06-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 色素生合成によるバクテリオクロロフィルcのエステル部位への不飽和結合を末端に有する炭化水素鎖の導入2014

    • 著者名/発表者名
      佐賀 佳央、林 圭介、民秋 均
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 膜面で人工エネルギー受容体として機能する両親媒性バクテリオクロロフィルa誘導体の合成2014

    • 著者名/発表者名
      高橋 直哉、宮武 智弘、民秋 均、佐賀 佳央
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 光合成細菌の色素生合成を利用した光捕集バクテリオクロロフィルのエステル鎖改変2013

    • 著者名/発表者名
      佐賀 佳央、林 圭介、廣田 圭耶、川村 権史、溝口 正、民秋 均
    • 学会等名
      第7回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 緑色硫黄光合成細菌のバクテリオクロロフィル合成酵素の活性測定2013

    • 著者名/発表者名
      佐賀 佳央、廣田 圭耶、原田 二朗、民秋 均
    • 学会等名
      第7回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 紅色光合成細菌の光捕集タンパク質LH2への長鎖エステル鎖を改変したバクテリオクロロフィルa誘導体の再構成2013

    • 著者名/発表者名
      佐賀 佳央、川村 権史
    • 学会等名
      第7回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] In vivo Substitution at the Terminus of the Esterifying Chain of Bacteriochlorophyll c in the Green Sulfur Photosynthetic Bacterium Chlorobaculum tepidum2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Saga, K. Hayashi, T. Mizoguchi, H. Tamiaki
    • 学会等名
      Light-Harvesting Satellite Meeting of the 16th International Congress on Photosynthesis Research
    • 発表場所
      St. Louis (USA)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Alteration of Light-Harvesting Complexes in Green Photosynthetic Bacteria by Biosynthetic Reactions2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Saga
    • 学会等名
      9th International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
    • 発表場所
      立命館大学(草津)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Biosynthesis of Unnatural Bacteriochlorophyll c Esterified with Linear Alcohols Possessing Halogen in the Green Sulfur Photosynthetic Bacterium Chlorobaculum tepidum2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Saga, K. Hayashi, T. Mizoguchi, H. Tamiaki
    • 学会等名
      9th International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
    • 発表場所
      立命館大学(草津)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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