| 研究領域 | 新光合成：光エネルギー変換システムの再最適化 |
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| 研究課題/領域番号 |
16H06560
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
生物系
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
栗栖 源嗣 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (90294131)
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| 研究分担者 |
斉藤 圭亮 東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (20514516)
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| 研究期間 (年度) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| キーワード | 構造生物化学 / 生物物理学 / 生体エネルギー変換 / 光合成 |
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| 研究成果の概要 |
構造生物学が苦手としてきたプロトンに着目し，理論化学計算とＸ線構造解析，NMR，クライオ電子顕微鏡とを併用することで，pHや水素原子を含めた構造研究を推し進めることができた。幾つかの対象に対しては単位分子装置のボトルネックの解消につながる光合成機能の構造要因を洗い出すことにも成功した。具体には，光化学系IIのプロトン排出経路，シトクロムb6fのpH依存的なFNRとの相互作用，NDH複合体が行うFdに依存したキノン還元反応の分子機構，そして強い還元力をもつフェレドキシンを介した制御系の構造基盤が明らかとなった。<A01><A02>の各班との共同研究においても一定の成果が得られている。
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| 自由記述の分野 |
構造生物学，生物物理学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生命が持つ階層構造に沿って生命秩序の形成を理解しようとした場合，低分子の認識機構についてある程度統一的に理解されているが，pHに依存する蛋白質間の相互作用を含むシステムの場合には統一的に理解されていなかった。本研究課題で掲げる『構造を基盤としたプロトン排出の戦略的分子設計』では，素反応がネットワークとして機能する光合成反応システムに対し，計算化学，Ｘ線結晶解析，NMR，クライオ電子顕微鏡とあらゆる構造解析手法を相補的に活用し，A01，A02の各班との共同研究を進めることで，光合成構造生物学を単純な分子素子の解析から，より高次な生体機能の理解へと遷移させる新しい研究の方向性を示すことができた。
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