極限環境下に生きる光合成微生物の生存戦略の解明―その分光学と構造生物学的研究

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20H02856
• 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37010:生体関連化学
• 研究機関: 茨城大学
• 研究代表者: 大友 征宇 茨城大学, 基礎自然科学野, 教授 (10213612)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 光合成 / 光捕集 / エネルギー移動 / 光電変換

研究成果の概要

本研究では、これまで確立した好熱性光合成細菌由来の光捕集反応中心超分子複合体（LH1-RC）の分光学と構造学的研究を発展させ、様々な極限環境下に生息する光合成微生物が太陽の光エネルギーを巧みに利用する生存戦略の一端、とりわけ光合成膜と光捕集複合体の多彩な分光学的挙動とそれを司る構造基盤を原子レベルで解明し、構造と機能の相関関係をより広い範囲で議論できる基礎を築いた。

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

光合成細菌から単離された光合成色素タンパク質は通常その菌体の生息環境に最も見合った安定な構造を取り、最適化された分光学的特徴を示すことから、本研究から得られた知見は様々な極限環境下に生きる光生物の光合成初期過程における励起エネルギーの伝達機構、反応中心における光誘起電荷分離機構の解明に役立つだけでなく、将来の工学的応用を見据えた人工光合成における高効率のアンテナと光電変換素子の構築に対しても根拠となる設計指針を与えるものと考えられる。