時分割構造解析による光合成初期電荷分離反応の機能解明

• 研究領域: タンパク質機能のポテンシャルを解放する生成的デザイン学
• 研究課題/領域番号: 25H02278
• 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: 岡山大学
• 研究代表者: 菅 倫寛 岡山大学, 先鋭研究領域, 教授 (60634920)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円); 2025年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
• キーワード: 光合成 / X線自由電子レーザー / 時分割構造解析

研究開始時の研究の概要

光化学系IIによる光合成の光エネルギー利用は，電荷分離反応から始まります。この反応は光エネルギーを吸収した反応中心クロロフィルP680と呼ばれる特殊なクロロフィル二量体がフェムト～ピコ秒で電子を取り出す，高速の反応です。本研究では，光化学系IIの微小結晶を作成し，フェムト秒レーザーで励起させて初期電荷分離反応を励起させ，一定時間後にX線自由電子レーザーを照射して立体構造を解析します。これを様々な時間領域で行うことで，フェムト秒からナノ秒までの超高速の立体構造変化を明らかにします。本研究は，光合成のエネルギー変換過程で起きる立体構造変化を解明し，人工光合成の技術開発にも役立つ知見を与えるものです。