| 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 |
17H06434
|
|---|
| 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 |
神谷 信夫 大阪公立大学, 人工光合成研究センター, 名誉教授 (60152865)
山口 兆 大阪大学, 産業科学研究所, 招へい教授 (80029537)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2022-03-31
|
| キーワード | 光合成 / 水分解反応 / 酸素発生反応 / 光エネルギー / 光化学系II / 光化学系I / 光捕集アンテナ / 理論計算 |
|---|
| 研究成果の概要 |
本研究は、光合成光化学系IIによる水分解反応の機構、及び光エネルギーの吸収・伝達機構を解明する目的で行われたものである。X線自由電子レーザーを用いたポンプープローブ実験により、水分解反応中間態の構造を解明し、2閃光照射により得られたS3状態で酸素原子O6が触媒のMn4CaO5クラスター中のO5原子近傍に挿入され、O5－O6で分子状酸素が形成されることを示した。また、クライオ電子顕微鏡構造解析技術を利用して、様々な生物由来の光化学系－光捕集アンテナ超分子複合体の構造を解析し、それぞれの生物における光エネルギーの移動経路を解明しただけでなく、進化におけるこれら超分子複合体の変化を明らかにした。
|
| 自由記述の分野 |
生物物理学
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
光合成の酸素発生反応は、可視光を利用して水を常温・常圧で分解し、電子と水素イオンを取り出すもので、地球上天然状態で大規模に行われている唯一の反応で、この反応により光エネルギーは生物が利用可能な化学エネルギーに変換される。この反応の触媒や機構の解明は、学術的に重要な意味を持っているだけでなく、人工合成におけるクリーンエネルギーの獲得にも重要な指針を提供する。また、光合成における光エネルギーの吸収・伝達機構の解明は、異なる光環境に適応するための生物の生存戦略を明らかにするたけでなく、やはり人工光合成において、光エネルギーの高効率利用に重要なヒントを提供することが期待される。
|
