光合成水分解反応におけるエネルギー論：分光電気化学計測による実験的解明

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19H02674
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分32010:基礎物理化学関連
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 加藤 祐樹 名古屋大学, 理学研究科, 講師 (10376634)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 光合成 / 赤外分光 / 酸化還元電位 / 電子伝達反応 / 水分解反応

研究成果の概要

本研究課題では、光合成反応のうちで最大の謎とされている水分解・酸素発生反応におけるエネルギー論(エナジェティクス)の解明を目的に、水分解の反応部位であるマンガンクラスターや関連する電子伝達分子の酸化還元電位Emの実測に取り組んだ。フーリエ変換赤外(FTIR)分光電気化学計測法を活用することにより、Emを実測し光化学系II内における水分解および電子伝達機構における物理化学的な知見を新たに得て、反応機構の実態を明らかにした。

自由記述の分野

生物物理化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題の成果によって、光合成における水分解及び電子伝達反応のエネルギー論が明らかにされ、反応機構に関して多くの知見が得られた。天然の光合成の反応メカニズムは、人工光合成の実用化の上で有用な手本となるものであり、エネルギー問題・環境問題の解決につながる研究となりうるものである。本研究課題で得られた知見は、人工光合成の実用化に対して物理化学的側面から有用な情報となりうるものであり、学術的意義のみならず、社会的にも意義があるものと考えられる。