モデル研究による光合成アンテナ部の構造と機能の解明

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09480144
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 民秋 均 立命館大学, 理工学部, 助教授 (00192641)
• キーワード: 光合成細菌 / バクテリオクロロフィル / 自己会合 / アンテナ / エネルギー移動 / モデル / 超分子 / クロロゾーム

研究概要

光合成細菌の膜外アンテナ部=クロロゾーム中では、BChl-c分子が自己会合することによってアンテナ色素部を形成し、そのまわりを糖脂質-分子膜が取り囲んでおり、比較的疎水的な環境にあるといえる。そこで、BChl-cを模した会合体モデル色素分子を新規に合成し、このモデル分子の低極性有機溶媒中もしくは水中でのその自己会合体の調製し、その物性を検討した。
1.20位に種々の置換基を導入した亜鉛クロリン錯体を合成し、その会合挙動を検討したところ、置換基の立体的な効果が大きく影響することが判明した。
2.17位のエステル基として種々の官能基を有する炭化水素基を導入した亜鉛クロリン錯体を合成し、その会合挙動を検討したところ、エステル基を外に向けながら、筒上の集合体を形成することが判った。
3.3^1位や7位に様々な置換基を導入した亜鉛クロリン錯体を合成した。このような化合物でも自己会合体を形成するが、その超分子構造は、天然系に比してやや異なることが判った。
4.亜鉛クロリン錯体の自己会合体に、クロリン-バクテリオクロリン分子を挿入すると、自己会合体からバクテリオクロリン部へのエネルギー移動が観測された。クロリン部が自己会合体へのアンカーとして働いていることが判った。
5.亜鉛クロリン錯体をバクテリオクロリンと界面活性剤との共存下水中で自己会合させると、上述のようなクロリンのアンカーなしで、光集光エネルギー移動系が創製できた。

研究成果

• [文献書誌] H.Tamiaki, et al.: "Self-Aggregation of Synthetic Zinc Chlorins Possessing "Inverse" Keto and Hydroxyl Groups" Tetrahedron Lett.38. 267-270 (1997)
• [文献書誌] T.S.Balaban, et al.: "Self-Assembly of Methyl Zinc(3^1R)-and(3^1S)-Bacteriopheophorbides d" J.Phys.Chem.B. 101. 4239-4242 (1997)
• [文献書誌] H.Tamiaki, et al.: "Synthesis of Methyl Bacteriopheophorbide-d with 8-Propyl Group" Bioorg.Med.Chem.Lett.7. 1415-1418 (1997)
• [文献書誌] M.Amakawa, et al.: "Self-Aggregation of Synthetic Cadmium Chlorin" J.Inorg.Biochem.67. 449 (1997)
• [文献書誌] T.Oba, et al.: "Convenient Preparation of Pheohytin b from Plant Extract through the C7-Reduced Intermedisate" Bull.Chem.Soc.Jpn.70. 1905-1909 (1997)
• [文献書誌] H.Tamiaki, et al.: "Synthesis of Chlorophyll-α Homologs by Witting and Knoevenagel Reactions with Methyl Pyropheophorbide-d" Tetrahedron. 53. 10677-10688 (1997)
• [文献書誌] Y.Kureishi, et al.: "Synthesis of Self-Aggregation of Zinc 20-Halogenochlorins as a Model for Bacteriochlorophylls-cld" J.Porphyrins Phthalocyanines. 2. 1-11 (1998)
• [文献書誌] T.Oba, et al.: "Molecular requirement for chlorosomal chlorophylls. Self-organization of chlorophyll derivative that possesses a hydroxyl group at ring II" Photochem.Photobiol.67. 295-303 (1998)
• [文献書誌] H.Tamiaki, et al.: "Facile synthesis of 13^1-oxo-porphyrins possessing 3-vinyl or 3-formyl group,protochlorophyll-ald derivatives by 17,18-dehydrogenation of chlorins" J.Porphyrins Phthalocyanines. 2(印刷中). (1998)