光合成膜タンパク質集合体の分子レベルでの構築とその直接観察

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20550151
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: 出羽 毅久 名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70335082)
• 連携研究者: 南後 守 名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90109893)
• 研究協力者: 杉浦 隆太 名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 博士前期課程 ; 竹内 俊和 名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 博士前期課程 ; 廣 昭人 名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 博士前期課程 ; 角野 歩 名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 博士後期課程 ; 佐々木 伸明 名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 博士前期課程 ; 渡部 奈津子 名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 博士前期課程
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 光合成 / 膜タンパク質 / 集合構造 / 脂質二分子膜 / 再構成 / 原子問力顕微鏡 / 光エネルギー変換

研究概要

光合成の初期過程での光エネルギー収穫とそれに引き続くエネルギー移動・電荷分離を担う2種類の光合成膜タンパク質(LH2,LH1-RC)を単離精製し、人工的に再構成し、さらにその再構成系でのそれぞれの膜タンパク質の集合状態を原子問力顕微鏡による分子レベルで観察・評価することに成功した。光エネルギーの有効活用という観点から、光合成での高効率な物質変換システムへの応用につながる。

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: Sumino, Dewa, (他6名)
  • 雑誌名: Langmuir 27 ページ: 1092-1099
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reconstitution and AFM Observation of Photosynthetic Membrane Protein Assembly in Planar Lipid Bilayers (2011)
  • 著者名/発表者名: Sumino, Dewa (他6名)
  • 雑誌名: e-J.Surf.Sci.Nanotech. 9 ページ: 15-20
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reconstitution of bacterial photosynthetic unit in lipid bilayer studied by single-molecule spectroscopy at 5 K (2011)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama, Dewa (第5著者), Matsushita (他4名)
  • 雑誌名: Physical Chemistry Chemical Physics in press
  • 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: Ochiai, Dewa (第6著者) (他6名)
  • 雑誌名: Langmuir 26 ページ: 14419-14422
  • 査読あり
• [雑誌論文] Liposomal Polyamine-Dialkyl Phosphate Conjugates as Effective Gene Carriers : Chemical Structure, Morphology, and Gene Transfer activity (2010)
  • 著者名/発表者名: Dewa (他11名)
  • 雑誌名: Bioconjugate Chem. 21 ページ: 844-852
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Electronic behavior of a Photosynthetic Reaction Center Monitored by Conductive Atomic Force Microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Mikayama, Dewa (第4著者) (他6名)
  • 雑誌名: Journal of Nanoscience and Nanotechnology 9 ページ: 97-107
  • 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 18 K (2008)
  • 著者名/発表者名: Oikawa, Dewa (第3著者)(他3名)
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. 130 ページ: 4580-4581
  • 査読あり
• [学会発表] 光合成膜タンパク質分子集合体の構築と機構評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 出羽毅久, ら
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] Supramolecular Assembly of Bacterial Light-harvesting/reaction center complexes (LH2/LHl-RC) in Planar Lipid Bilayers : AFM Observation, Energy Transfer, and Photocurrent Generation. (2010)
  • 著者名/発表者名: 出羽毅久, et al.
  • 学会等名: The 70^<th> Okazaki Conference
  • 発表場所: Okazaki
  • 年月日: 2010-12-05
• [学会発表] Functional Analysis of Poluamine-Lipid/DNA Complex (Lipoplex) as Gene Carrier : Relationship Between Metamorphosis of Lipoplex and its Function. (2010)
  • 著者名/発表者名: Derma, et al.
  • 学会等名: The 4^<th> International Symposium : Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions.
  • 発表場所: 滋賀
  • 年月日: 2010-11-30
• [学会発表] 光合成膜タンパク質集合体の構築と機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 出羽毅久, ら
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 北海道大学(依頼講演)
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] Liposomal Polyamine-dialkyl Phosphate Conjugates as Effective Gene Carriers : Chemical Structure, Morphology, and Gene Transfer Activity. (2010)
  • 著者名/発表者名: Dewa, et al.
  • 学会等名: International Liposome Research Days and Lipids, Liposomes & Membrane Biophysics
  • 発表場所: Vancouver
  • 年月日: 2010-08-06
• [学会発表] Organization and AFM observation of photosynthetic membrane proteins assembly in planar lipid bilayer (2010)
  • 著者名/発表者名: 出羽毅久
  • 学会等名: 13th International Conference on Non-Contact Atomic Force Microscopy, 167 Committee satellite workshop On SPM
  • 発表場所: 金沢(招待講演)
  • 年月日: 2010-08-04
• [学会発表] Organization and Functional Analysis of Supramolecular Assembly of Photosynthetic Membrane Proteins. (2010)
  • 著者名/発表者名: 出羽毅久, et al.
  • 学会等名: International Symposium on Chemical Conversion of Light Energy.
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] Morphological analysis of polyamine-lipid/DNA complexes as effective gene carriers. (2009)
  • 著者名/発表者名: 出羽毅久, et al.
  • 学会等名: The third international symposium on "molecular Science of Fluctuations toward Biological function.
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-12-20
• [学会発表] AFM Observation of Photosynthetic Membrane Protein Assembly in Planar Lipid Bilayer. (2009)
  • 著者名/発表者名: 出羽毅久, et al.
  • 学会等名: Watching Biomolecules in Action (WBMA'09)-Single Molecule Biology Symposium
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2009-12-16
• [学会発表] 膜タンパク質研究のための平面脂質二分子膜の構築 (2009)
  • 著者名/発表者名: 出羽毅久
  • 学会等名: 第40回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • 発表場所: (岐阜大学)(依頼講演)
  • 年月日: 2009-11-07
• [学会発表] Liposomal Polyamine-Dialkyl Phosphate Conjugates as Effective Gene Carriers : Chemical Structure, Morphology, and Gene Transfer Activity. (2009)
  • 著者名/発表者名: 出羽毅久, et al.
  • 学会等名: International Symposium on Nanomedicine 2009-2
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 2009-11-05
• [学会発表] 平面脂質二分子膜中に導入した光合成アンテナ・反応中心複合体の原子間力顕微鏡による直接観察 (2008)
  • 著者名/発表者名: 出羽毅久, ら
  • 学会等名: 第3回バイオ関連化学.合同シンポジウム(東工人)
  • 年月日: 2008-09-19
• [学会発表] 形態観察を目的とした光合成アンテナ膜タンパク質の発現と複合体形成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 出羽毅久, ら
  • 学会等名: 第18回バイオ・高分子シンポジウム
  • 発表場所: 上智大学
  • 年月日: 2008-07-26
• [図書] The Purple Photosynthetic Bacteria(Assembly of bacterial light harvesting complexes on solid substrates) (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Iida, T.Dewa, M.Nango
  • 総ページ数: 861-875
  • 出版者: Advances in Photosynthesis and Respiration
• [図書] Molecular Assembly of Bacteriochlorophyll a Complexes Using Light-harvesting (LH) Polypeptide from Photosynthetic Bacteria and Its Model Synthetic Polypeptides(Bottom-up Nanofabrication : Supramolecules, Self-Assemblies, and Organized Films)(Chapter 6) (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: American Scientific Publishers (ASP)
• [備考] ホームページ等