光電変換機能をもつ超分子複合体の階層的組織化と機能解析

2010 年度 自己評価報告書

• 研究課題/領域番号: 20350053
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 高分子化学
• 研究機関: 大阪市立大学 (2010-2011); 名古屋工業大学 (2008-2009)
• 研究代表者: 南後 守 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 特任教授 (90109893)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: 生体関連高分子

研究概要

光合成細菌での光エネルギー変換機能をもつ光合成アンテナタンパク質/色素複合体(LH2)ならびに反応中心を含むアンテナタンパク質/色素複合体(LH1-RC)は生体色素分子が積み木のごとく階層的組織体を構成し、高効率な光エネルギー変換機能をもつ自己組織化膜を作る。この色素複合体は、ナノレベルで高度に制御されおり、この機能を分子レベルで明らかにすることは、生命活動の基本である生体エネルギー変換システムを理解するうえで非常に興味深い。しかしながら、このタンパク質/色素複合体の動的な構造と機能の関係は分子レベルでまだ明らかでない。本研究では、精密合成あるいは分子生物学的手法を用いて調製した光合成アンテナ色素複合体の組織化を電極基板上で行う。そして、この色素複合体の構造と機能との相関について世界に先駆けて明らかにする。また、この色素複合体の階層的なナノ組織体を巧みに作成し、基板上で高効率な光捕集ならびに光電変換機能をもつタンパク質/色素複合体の構築を目指し、高効率な光エネルギー機能をもつナノバイオデバイス開発への重要な指針を提供する。

研究成果

• [雑誌論文] Selective Assembly of Photosynthetic Antenna Proteins into a Domain-Structured Lipid Bilayer for the Construction of Artificial Photosynthetic Antenna Systems : Structural Analysis of the Assembly using Surface Plasmon Resonance and Atomic Force Microscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Sumino, T.Dewa, M.Kondo, T.Morii, H.Hashimoto, A.Gardiner, R.Cogdell, M.Nango
  • 雑誌名: Langmuir 27 ページ: 1092-11099
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photosythetic Electron Transfer from Reaction center Pigment-Protein Complex in Silica Nanopore (2010)
  • 著者名/発表者名: I.Oda, M.Iwaki, D.Fujita, Y.Tsutsui, S.Ishizuka, M.Dewa, M.Nango,T Kajino, YFukushima, S.Ito
  • 雑誌名: Langmuir 26 ページ: 13399-13406
  • 査読あり
• [雑誌論文] Immobilization of Porphyrin Derivatives with a Defined Distance and Orientation onto a Gold Electrode Using Synthetic Light-Harvesting α-Helix Hydrophobic Polypeptides (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Ochiai, M.Nagata, K.Shimoyama, M.Amano, M.Kondo, T.Dewa, H.Hashimoto, M.Nango
  • 雑誌名: Langmuir 26 ページ: 14419-14422
  • 査読あり
• [雑誌論文] Peroxide Decoloration of CIAcid Orange 7 Catalyzed by Manganese Chlorophyll Derivatives at the Surfaces of Micelles and Lipid Bilayers (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Ishigure, T.Joke, Y.Takeuchi, K.Kuzuya, T.Mitsui, S.Ito, Y.Kondo, S.Kawabe, M.Kondo, T.Dewa, K.Yamashita, H.Mino, S.Itoh, M.Nango
  • 雑誌名: Langmuir 26 ページ: 7774-7782
  • 査読あり
• [雑誌論文] How Deep Is the Potential Well Confining a Protein in a Specific Conformation ? A Single-Molecule Study on Temperature Dependence of Conformational Change between 5 and 18K (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Oikawa, S.Fujiyoshi, T. Dewa, M.Nango, M.Matsushita
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. 130 ページ: 4580
  • 査読あり
• [学会発表] Self-assemblies of light-harvesting complexes and its synthetic model complex on electrodes for construction of an artificial photo-energy conversion system (2010)
  • 著者名/発表者名: Mamoru Nango, Hideki Hashimoto
  • 学会等名: The satellite meeting of the 15^<th> Internatioanl congress of photosynthesis
  • 発表場所: Tianjin, China
  • 年月日: 20100818-20100822
• [学会発表] Artificial photosynthetic antenna complex and development of nanobiodevices ; Self-assembly of light-harvesting antenna complex onto substrates (2010)
  • 著者名/発表者名: Mamoru Nango
  • 学会等名: Biopolymer symposium, Japan polymer society meeting
  • 発表場所: Tokyo University
  • 年月日: 20100728-29
• [学会発表] Bio-inspired Design of Artificial Photosynthetic Antenna Complexes for Harvesting Organic Solar Cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Mamoru Nango
  • 学会等名: Recent Advances in Nano-Micromechanics of Materials
  • 発表場所: Northwestern University
  • 年月日: 20100524-25
• [図書] BOTTOM-UP NANOFABRICATION : Supramolecules, Self-Assemblies, and Organized Films Vol.2, Chap.6 (Assembly of Bacteriochlorophyll a Complexes Using Light-harvesting Polypeptide from Photosynthetic Bacteria and Its Model Synthetic Polypeptides)(K.Ariga,H.S.Nalwa eds.) (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Nango, M.Nagata, K.Iida, T.Dewa
  • 総ページ数: 177-198
  • 出版者: ASP
• [図書] The Purple Photosynthetic Bacteria, Vol 28, Chap.43 (Assembly of Bacterial Light Harvesting Complexes on Solid Substrates)(C.N. Hunter, F.Daldal, M.C.Thurnauer, J.T.Beatty eds.) (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Iida, T.Dewa, *M.Nango
  • 総ページ数: 861-875
  • 出版者: Springer, Dordrecht