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光合成分子機構の学理解明と時空間制御による革新的光ー物質変換系の創製(総括班)

成果取りまとめ

研究領域光合成分子機構の学理解明と時空間制御による革新的光ー物質変換系の創製
研究課題/領域番号 22H04905
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 複合領域
研究機関岡山大学

研究代表者

沈 建仁  岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 教授 (60261161)

研究分担者 民秋 均  立命館大学, 生命科学部, 教授 (00192641)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード光合成 / 人工光合成 / 光エネルギー変換 / 水分解 / エネルギー移動 / 高精度量子力学計算 / 二酸化炭素還元 / 光触媒 / 水分解反応 / 触媒化学 / 光化学
研究開始時の研究の概要

新学術領域研究「革新的光物質変換」で得られた成果の概要を取りまとめ、出版した論文やその他のすべての活動(国際学会・国内学会や各種講演会、シンポジウムの開催・参加・発表、ホームページ、新聞・プレス発表、出前講義、一般講演等)のリストを報告書にして提出する。また、これらの活動を社会に広く周知し、後続研究や社会に役立つために、各種講演会、出前講義、ホームページ等で当研究領域の成果を積極的に公表する。中間評価でいただいたコメントに対しても、天然光合成系と人工光合成系を繋ぐ先端技術開発について後半の2年半で領域内融合研究を強化し、対策を取ってきたので、得られた成果に注目して取りまとめる。

研究実績の概要

本研究の目的は、平成29年~令和3年に実施した新学術領域研究「光合成分子機構の学理解明と時空間制御による革新的光ー物質変換系の創製」(略称:革新的光物質変換)の成果を取りまとめ、報告書を作成し提出するとともに、社会に広く公表し、後続研究や社会に役立つことである。平成29年~令和3年の5年間に、当該研究領域のもと、3つの班(A班、天然光合成の機構解明;B班、天然光合成と人工光合成を繋ぐ最先端計測技術;C班、人工光合成系の開発)を設け、7つの計画研究を組織し、16名の計画研究代表者・分担者、8名の計画研究連携研究者、そして2期計67名の公募研究代表者、52名の公募研究連携研究者の参画を得て、研究を実施してきた。それらの結果、Nature, Science等国際一流誌の論文を含む合計総数955報(重複なし889報)の原著論文を発表した。本研究では、これらの論文に加え、当領域の過去5年間のすべての活動(論文発表、国際学会・国内学会や各種講演会、シンポジウムの開催・参加・発表、ホームページ、新聞・プレス発表、出前講義、一般講演等)を取りまとめ、事後報告書を作成し、提出した。提出した事後報告書をもとに、審査を受け、Aの評価をいただいた。加えて、本新学術領域研究で得た成果は、計画研究や公募研究の代表者等により関連学会・研究会や出前講義等で発表し、また、ホームページ等で公表するなどして広く社会に公表し、後続研究や社会に役立つよう研究を進めた。

現在までの達成度 (段落)

令和4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

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 9件、 査読あり 17件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 7件、 招待講演 7件) 図書 (1件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Photoinduced chlorophyll charge transfer state identified in the light-harvesting complex II from a marine green alga Bryopsis corticulans2023

    • 著者名/発表者名
      Li Dan-Hong、Wang Wenda、Zhou Cuicui、Zhang Yan、Zhao Songhao、Zhou Yi-Ming、Gao Rong-Yao、Yao Hai-Dan、Fu Li-Min、Wang Peng、Shen Jian-Ren、Kuang Tingyun、Zhang Jian-Ping
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 26 号: 1 ページ: 105761-105761

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.105761

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ring-shaped self-assembly of a naphthalene-linked chlorophyll dimer2023

    • 著者名/発表者名
      Ishii Tatsuma、Matsubara Shogo、Tamiaki Hitoshi
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 59 号: 14 ページ: 1967-1970

    • DOI

      10.1039/d2cc06368a

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photoinduced Catalytic Organic‐Hydride Transfer to CO2 Mediated with Ruthenium Complexes as NAD+/NADH Redox Couple Models2023

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita Yusuke、Deromachi Nagisa、Kajiwara Takashi、Koizumi Take‐aki、Kitagawa Susumu、Tamiaki Hitoshi、Tanaka Koji
    • 雑誌名

      ChemSusChem

      巻: 16 号: 6

    • DOI

      10.1002/cssc.202300032

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structure of a tetrameric photosystem I from a glaucophyte alga Cyanophora paradoxa2022

    • 著者名/発表者名
      Kato Koji、Nagao Ryo、Ueno Yoshifumi、Yokono Makio、Suzuki Takehiro、Jiang Tian-Yi、Dohmae Naoshi、Akita Fusamichi、Akimoto Seiji、Miyazaki Naoyuki、Shen Jian-Ren
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 1679-1679

    • DOI

      10.1038/s41467-022-29303-7

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural basis for the absence of low-energy chlorophylls in a photosystem I trimer from Gloeobacter violaceus2022

    • 著者名/発表者名
      Kato Koji、Hamaguchi Tasuku、Nagao Ryo、Kawakami Keisuke、Ueno Yoshifumi、Suzuki Takehiro、Uchida Hiroko、Murakami Akio、Nakajima Yoshiki、Yokono Makio、Akimoto Seiji、Dohmae Naoshi、Yonekura Koji、Shen Jian-Ren
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 11 ページ: 1-34

    • DOI

      10.7554/elife.73990

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural basis for different types of hetero-tetrameric light-harvesting complexes in a diatom PSII-FCPII supercomplex2022

    • 著者名/発表者名
      Nagao Ryo、Kato Koji、Kumazawa Minoru、Ifuku Kentaro、Yokono Makio、Suzuki Takehiro、Dohmae Naoshi、Akita Fusamichi、Akimoto Seiji、Miyazaki Naoyuki、Shen Jian-Ren
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 1764-1764

    • DOI

      10.1038/s41467-022-29294-5

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ultrafast excitation quenching by the oxidized photosystem II reaction center2022

    • 著者名/発表者名
      Akhtar Parveen、Sipka Gabor、Han Wenhui、Li Xingyue、Han Guangye、Shen Jian-Ren、Garab Gyozo、Tan Howe-Siang、Lambrev Petar H.
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 156 号: 14 ページ: 145101-145101

    • DOI

      10.1063/5.0086046

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Excited-state intermediates in a designer protein encoding a phototrigger caught by an X-ray free-electron laser2022

    • 著者名/発表者名
      Liu X.、Liu P.、Li H.、Xu Z.、Jia L.、Xia Y.、Yu M.、Tang W.、Zhu X.、Chen C.、Zhang Y.、Nango E.、Tanaka R.、Luo F.、Kato K.、Nakajima Y.、Kishi S.、Yu H.、Matsubara N.、Owada S.、Tono K.、Iwata S.、Yu L.-J.、Shen J.-R.、Wang J.
    • 雑誌名

      Nature Chemistry

      巻: 14 号: 9 ページ: 1054-1060

    • DOI

      10.1038/s41557-022-00992-3

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of mutations of D1-R323, D1-N322, D1-D319, D1-H304 on the functioning of photosystem II in Thermosynechococcus vulcanus2022

    • 著者名/発表者名
      Zhu Qingjun、Yang Yanyan、Xiao Yanan、Han Wenhui、Li Xingyue、Wang Wenda、Kuang Tingyun、Shen Jian-Ren、Han Guangye
    • 雑誌名

      Photosynthesis Research

      巻: 152 号: 2 ページ: 193-206

    • DOI

      10.1007/s11120-022-00920-z

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Geometric, electronic and spin structures of the CaMn4O5 catalyst for water oxidation in oxygen-evolving photosystem II. Interplay between experiments and theoretical computations2022

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Kizashi、Shoji Mitsuo、Isobe Hiroshi、Kawakami Takashi、Miyagawa Koichi、Suga Michihiro、Akita Fusamichi、Shen Jian-Ren
    • 雑誌名

      Coordination Chemistry Reviews

      巻: 471 ページ: 214742-214742

    • DOI

      10.1016/j.ccr.2022.214742

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Excitation relaxation dynamics of carotenoids constituting the diadinoxanthin cycle2022

    • 著者名/発表者名
      Kagatani Kohei、Nagao Ryo、Shen Jian-Ren、Yamano Yumiko、Takaichi Shinichi、Akimoto Seiji
    • 雑誌名

      Photosynthesis Research

      巻: 154 号: 1 ページ: 13-19

    • DOI

      10.1007/s11120-022-00944-5

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exciton quenching by oxidized chlorophyll Z across the two adjacent monomers in a photosystem II core dimer.2022

    • 著者名/発表者名
      Ahmed Mohamed, Shunsuke Nishi, Keisuke Kawakami, Jian-Ren Shen, Shigeru Itoh, Hiroshi Fukumura, Yutaka Shibata
    • 雑誌名

      Photosynthesis Research

      巻: 154 号: 3 ページ: 277-289

    • DOI

      10.1007/s11120-022-00948-1

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Simulating the low-temperature, metastable electrochromism of Photosystem I: Applications to <i>Thermosynechococcus vulcanus</i> and <i>Chroococcidiopsis thermalis</i>2022

    • 著者名/発表者名
      Langley J.、Purchase R.、Viola S.、Fantuzzi A.、Davis G. A.、Shen Jian-Ren、Rutherford A. W.、Krausz E.、Cox N.
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 157 号: 12 ページ: 125103-125103

    • DOI

      10.1063/5.0100431

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Roles of the Flexible Primary Coordination Sphere of the Mn<sub>4</sub>CaO<sub><i>x</i></sub> Cluster: What Are the Immediate Decay Products of the <b>S<sub>3</sub></b> State?2022

    • 著者名/発表者名
      Isobe Hiroshi、Shoji Mitsuo、Suzuki Takayoshi、Shen Jian-Ren、Yamaguchi Kizashi
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 126 号: 38 ページ: 7212-7228

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.2c02596

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cryo‐electron microscopy structure of the intact photosynthetic light‐harvesting antenna‐reaction center complex from a green sulfur bacterium2022

    • 著者名/発表者名
      Chen Jing‐Hua、Wang Weiwei、Wang Chen、Kuang Tingyun、Shen Jian‐Ren、Zhang Xing
    • 雑誌名

      Journal of Integrative Plant Biology

      巻: 65 号: 1 ページ: 223-234

    • DOI

      10.1111/jipb.13367

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Crystal structures of photosystem II from a cyanobacterium expressing psbA in comparison to psbA reveal differences in the D1 subunit2022

    • 著者名/発表者名
      Nakajima Yoshiki、Ugai-Amo Natsumi、Tone Naoki、Nakagawa Akiko、Iwai Masako、Ikeuchi Masahiko、Sugiura Miwa、Suga Michihiro、Shen Jian-Ren
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 298 号: 12 ページ: 102668-102668

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2022.102668

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Possible Mechanism for Aggregation-Induced Chlorophyll Fluorescence Quenching in Light-Harvesting Complex II from the Marine Green Alga <i>Bryopsis corticulans</i>2022

    • 著者名/発表者名
      Yao Hai-Dan、Li Dan-Hong、Gao Rong-Yao、Zhou Cuicui、Wang Wenda、Wang Peng、Shen Jian-Ren、Kuang Tingyun、Zhang Jian-Ping
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 126 号: 46 ページ: 9580-9590

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.2c05823

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Structure of Photosystem and the Mechanism of Photosynthetic Water Oxidation2022

    • 著者名/発表者名
      Jian-Ren Shen
    • 学会等名
      Annual Research Frontier Symposium, Alabama State University (Online), USA
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Structure of photosystem II and the mechanism of water oxidation2022

    • 著者名/発表者名
      Jian-Ren Shen
    • 学会等名
      Nobel Symposium #168 “Visions of bio-inorganic chemistry: Metals and the molecules of life”, Stockholm, Sweden
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Crystal structure of photosystem II and the mechanism of water oxidation2022

    • 著者名/発表者名
      Jian-Ren Shen
    • 学会等名
      Seminar in Stockholm University, Stockholm, Sweden
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The engine of life driven by light -- Structure of photosystem II and the mechanism of photosynthetic water-splitting2022

    • 著者名/発表者名
      Jian-Ren Shen
    • 学会等名
      GREGORI AMINOFF PRIZE SYMOPSIUM 2022, The Royal Swedish Academy of Sciences, Stockholm, Sweden
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Structural studies of photosystem II water oxidation and other photosystem-light harvesting protein supercomplexes from different organisms2022

    • 著者名/発表者名
      Jian-Ren Shen
    • 学会等名
      18th International Congress on Photosynthesis Research (ISPR2022), New Zealand
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] New structural insights on water-oxidation catalyst and the diversity of photosystem II2022

    • 著者名/発表者名
      Jian-Ren Shen
    • 学会等名
      Satellite Meeting on Mechanisms of Water Oxidation, in conjunction with ISPR18 (ISPR2022), New Zealand
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Structure of photosystem II and the mechanism of water oxidation2022

    • 著者名/発表者名
      Jian-Ren Shen
    • 学会等名
      10th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference (AsBIC10), Kobe
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Subcell. Biochem. Macromolecular Protein Complexes IV2022

    • 著者名/発表者名
      Jian-Ren Shen
    • 総ページ数
      27
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9783031007927
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 研究領域のホームページ

    • URL

      http://photoenergy-conv.net/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Seventeenth International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments (SNCPP22)2022

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2022-04-19   更新日: 2023-12-25  

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