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2023 年度 研究成果報告書

光合成反応中心での非対称電子移動を誘起する蛋白質分子内因子の特定

研究課題

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研究課題/領域番号 20H03217
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43040:生物物理学関連
研究機関東京大学

研究代表者

石北 央  東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (00508111)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード人工光合成 / プロトン移動 / 電子移動 / タンパク質 / X線結晶構造解析 / 水分解酸素発生
研究成果の概要

光合成反応中心タンパク質における電子移動に関する理論化学的研究を行った。typr-I reaction centerでは、heliobacteria反応中心(HbRC)と green sulfur bacteria由来
の反応中心(GsbRC)におけるクロロフィルを介した二つの電子移動経路に関して酸化還元電位を全て明らかにした。photosystem I (PSI)を含めて皆同じtype I 反応中心とよばれるものの、その酸化還元電位、つまるところコファクター間の酸化還元電位はそれぞれ大きく異なる様子が明らかとなり、論文発表を行った。鉄硫黄錯体に関する研究を実施し、論文発表も行った。

自由記述の分野

生物物理

研究成果の学術的意義や社会的意義

紅色光合成細菌の反応中心(PbRC)、Photosystem II(PSII)、Photosystem I(PSI)では、光励起・電荷分離反応を介してエネルギー変換反応を行う。PbRC, PSIIにおける「(構造の)対称性の中における(電子の振る舞いの)非対称性」という疑問は、「PbRC三次元構造の決定」(ノーベル化学賞、1988年)によって鮮明に打ち出された。数年後のMarcusによる「電子移動反応理論への貢献」(ノーベル化学賞、1992年)といった有用な理論の出現もあった。本研究の結果は、これら基礎自然科学の長年の問いへの分子化学の観点からの解となる。

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公開日: 2025-01-30  

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