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下記1)および2)で示したように、光合成膜構造を模した階層的ナノ組織体を巧みに構築し、基板上で高効率な光電変換機能をもつタンパク質色素複合体のナノデバイスの開発を目指した。そして、「電気化学・分光同時計測」および「TIRF(全反射)-分光同時計測」の計測システムを用いて構成色素間のエネルギーならびに電子伝達の機能を検討した。また、その色素複合体のAFM観察ならびにX線の構造解析の結果と合わせて、光合成の色素複合体の動的構造と機能との相関について明らかにした。
1) 光合成反応中心およびアンテナ系タンパク質色素複合体(LH-RC)の電極上での組織化と機能解析
光合成細菌R. ruburmおよびR. palustriusから単離精製したLH-RCおよびLH2ならび人工的に調製した光合成反応中心(RC)およびアンテナ系タンパク質(LH)色素複合体とそれらのモデルタンパク質色素複合体の自己組織化を基板上で行った。その確認は、UV-VisおよびCDなどの分光学的手法ならびにAFMならびにConductive AFMを用いた検討から行った。また、それらの複合体の蛍光挙動の比較検討から、クロロフィル色素誘導体間のエネルギーおよび電子移動についてレーザーを用いた分光学的手法で検討を行った。
2) アンテナ系タンパク質およびそのモデルタンパク質を用いた色素誘導体の基板上での組織化とその機能解析
光捕集系(LH)として紅色光合成細菌、R. ruburmおよびR. Sphaeroidesを培養し、アンテナ色素複合体およびそれを構成するタンパ質(LH・&LH・)ならびにクロロフィル色素(BCh1 a)色素を単離精製した。そして、アンテナ系タンバク質/色素複合体の再構成を脂質二分子膜(リポソーム膜)中および基板(ITOあるいは金電極)上で行った。ここで、この複合体の形とその光電変換機能におよぼすタンパク質のアミノ酸組成および脂質の組成の役割についてそれぞれ、検討を行った。
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