アクセプター分子に対する光変調法を用いた光合成エネルギー伝達機構の解明

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22740271
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物物理・化学物理
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 中村 亮介 大阪大学, 産学連携本部, 特任講師 (70379147)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: 超高速分光 / 光合成 / エネルギー移動

研究概要

光合成エネルギー伝達系において、エネルギーのアクセプターであるバクテリオクロロフィル(BChl)の電子状態を、プレパンプ光によって光変調することで、カロテノイドからBChlへのエネルギー伝達経路を変化させる。その微小な変化量を評価することで、光合成エネルギー伝達系における複雑なエネルギーの流れを明らかにすることを目的とした。コアアンテナLH1複合体において、カロテノイドのS_2からの緩和過程が、隣接するBChl電子状態の影響を強く受けることを明らかにした。さらにこの結果から、物理的起源が不明だったS*状態が電子励起状態であり、三重項準位への前駆体であることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Femtosecond stimulated Raman spectroscopy of the dark S_1excited state of carotenoid in photosynthetic light harvesting complex (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshizawa, R. Nakamura, O. Yoshimitsu, K. Abe, S. Sakai, K. Nakagawa, R. Fujii, M. Nango, H. Hashimoto
  • 雑誌名: Acta Biochim Pol 巻: 59 ページ: 49-52
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dark excited states of carotenoid regulated by bacteriochlorophyll in photosynthetic light harvesting (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Nakamura, K. Nakagawa, M. Nango, H. Hashimoto, M. Yoshizawa
  • 雑誌名: J. Phys. Chem 巻: B115 ページ: 3233-3239
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energy flow in the light harvesting complex manipulated by pre-excitation of the energy accepter (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Nakamura, Y. Yoshioka, K. Abe, S. Sakai, K. Nakagawa, M. Nango, H. Hashimoto, M. Yoshizawa
  • 雑誌名: Ultrafast Phenomena XVII, Eds. ページ: 598-600
• [雑誌論文] Coherent control of the selected excited state by two-color multipulse excitation (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Abe, R. Nakamura, Hashimoto, M. Yoshizawa
  • 雑誌名: Ultrafast Phenomena XVII, Eds. ページ: 793-795
• [雑誌論文] Energy transfer dynamics in the reconstituted light-harvesting complex explored by multi-pulse excitation (2010)
  • 著者名/発表者名: R. Nakamura, K. Nakagawa, K. Abe, H. Hashimoto, M. Nango, M. Yoshizawa
  • 雑誌名: Carotenoid Sci 巻: 15 ページ: 59-62
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutual energy transfer between carotenoid and bacteriochlorophyll in the LH1 complex from photosynthetic bacteria (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Yoshioka, Y. Liu, K. Abe, R. Nakamura, R. Fujii, H. Hashimoto, M. Yoshizawa
  • 雑誌名: Carotenoid Sci 巻: 15 ページ: 56-58
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrafast relaxation kinetics inβ-carotene homologs having different methyl side groups (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Iwabuchi, K. Abe, R. Nakamura, D. Kosumi, M. Fujiwara, R. Fujii, H. Hashimoto, M. Yoshizawa
  • 雑誌名: Carotenoid Sci 巻: 15 ページ: 26-29
  • 査読あり
• [学会発表] 共鳴フェムト秒誘導ラマン分光による光合成色素蛋白複合体内のカロテノイドの光学的禁制励起状態の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉松織優, 阿部健太, 中村亮介, 酒井俊亮, 堀部智子, 藤井律子, 南後守, 橋本秀樹, 吉澤雅幸
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 20120324-27
• [学会発表] 光受容蛋白質における光異性化構造ダイナミクスの研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村亮介, 濱田格雄, 兼松泰男, 阿部健太, 吉澤雅幸
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 20120324-27
• [学会発表] 共鳴フェムト秒誘導ラマン分光による励起状態振動の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 阿部健太, 吉松織優, 中村亮介, 橋本秀樹, 吉澤雅幸
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 20120324-27
• [学会発表] フェムト秒誘導ラマン分光による光受容蛋白質の光異性化反応の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村亮介, 濱田格雄, 兼松泰男, 阿部健太, 吉澤雅幸
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] フェムト秒近赤外光から波形制御中赤外光への高効率変換のための分極反転構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村亮介, 市田秀樹, 兼松泰男
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] 共鳴フェムト秒誘導ラマン分光によるカロテノイドの光学的禁制励起状態の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉松織優, 中村亮介, 酒井俊亮, 中川勝統, 南後守, 橋本秀樹, 吉澤雅幸
  • 学会等名: 第25回カロテノイド研究談話会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 20110913-14
• [学会発表] Dark excited states of carotenoid in photosynthetic light harvesting complex studied by multi-pump spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshizawa, R. Nakamura, O. Yoshimatsu, K. Abe, S. Sakai, K. Nakagawa, M. Nango, and H. Hashimoto
  • 学会等名: The16th International Symposium on Carotenoids
  • 発表場所: Krakow, Poland
  • 年月日: 20110717-22
• [学会発表] Stimulated Raman spectroscopy of the electronic excited state of Photoactive Yellow Protein (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Nakamura, N. Hamada, Y. Kanematsu, K. Abe, and M. Yoshizawa
  • 学会等名: The15th Conference on Timeresolved Vibrational Spectroscopy(TRVS XV)
  • 発表場所: Ascona, Switzerland
  • 年月日: 20110619-24
• [学会発表] Resonant stimulated Raman spectroscopy of the S1 and S* excited states of carotenoids in light-harvesting complex (2011)
  • 著者名/発表者名: O. Yoshimatsu, K. Abe, R. Nakamura, S. Sakai, K. Nakagawa, M. Nango, H. Hashimoto, and M. Yoshizawa
  • 学会等名: The15th Conference on Timeresolved Vibrational Spectroscopy(TRVS XV)
  • 発表場所: Ascona, Switzerland
  • 年月日: 20110619-24
• [学会発表] 共鳴フェムト秒誘導ラマン分光による光合成色素タンパク複合体内のカロテノイド励起状態の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉松織優, 中村亮介, 酒井俊亮, 中川勝統, 南後守, 橋本秀樹, 吉澤雅幸
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 20110325-28
• [学会発表] 光合成アンテナ複合体におけるカロテノイドのダーク準位(S*) (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村亮介, 中川勝統, 南後守, 橋本秀樹, 吉澤雅幸
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 20100923-26
• [学会発表] Multi-Color光励起によるカロテノイドの振動制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 阿部健太, 中村亮介, 橋本秀樹, 吉澤雅幸
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 20100923-26
• [学会発表] 中心金属が異なるバクテリオクロロフィルを再会合した光合成アンテナ複合体のエネルギー移動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉岡拓也, 中村亮介, 中川勝統, 南後守, 橋本秀樹, 吉澤雅幸
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 20100923-26
• [学会発表] 共鳴フェムト秒誘導ラマン分光によるカロテノイド励起状態の研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉松織優、阿部健太, 中村亮介, 橋本秀樹, 吉澤雅幸
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 20100923-26
• [学会発表] 光合成アンテナ複合体LH1におけるカロテノイド光学禁制準位(S*)の生成機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村亮介, 中川勝統, 南後守, 橋本秀樹, 吉澤雅幸
  • 学会等名: 第24回カロテノイド研究談話会
  • 発表場所: 徳島大学附属病院
  • 年月日: 20100914-15
• [学会発表] 異なる色素を再会合した光合成アンテナ複合体のエネルギー移動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉岡拓也, 中村亮介, 中川勝統, 南後守, 橋本秀樹, 吉澤雅幸
  • 学会等名: 第24回カロテノイド研究談話会
  • 発表場所: 徳島大学附属病院
  • 年月日: 20100914-15
• [学会発表] Energy flow in the light harvesting complex manipulated by pre-excitation of the energy accepter (2010)
  • 著者名/発表者名: R. Nakamura, T. Yoshioka, K. Abe, S. Sakai, K. Nakagawa, M. Nango, H. Hashimoto, M. Yoshizawa
  • 学会等名: 17th International Conference on Ultrafast Phenomena
  • 発表場所: Snowmass Village, CO, USA
  • 年月日: 20100718-23
• [学会発表] Coherent control of the selected excited state by two-color multipulse excitation (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Abe, R. Nakamura, H. Hashimoto, M. Yoshizawa
  • 学会等名: 17th International Conference on Ultrafast Phenomena
  • 発表場所: held in Snowmass Village, CO, USA
  • 年月日: 20100718-23