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2013 年度 実績報告書

海洋性光合成色素クロロフィルcの生体及び色素増感太陽電池における光励起状態の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23684020
研究機関大阪市立大学

研究代表者

藤井 律子  大阪市立大学, 複合先端研究機構, 准教授 (80351740)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2015-03-31
キーワード光物性 / 生体分子 / 太陽電池 / 光合成 / クロロフィル
研究概要

クロロフィルc(Chl c)は、海洋性光合成生物(褐藻類など)において光合成アンテナ蛋白質に結合して、太陽光エネルギーの青緑色の領域の光を吸収し、反応サイトであるクロロフィルaへ極めて効率よく伝達する「集光作用」を担う天然マグネシウムポルフィリン化合物である。一方、色素増感太陽電池において酸化チタンへの電子注入を行い、約5%の高い光電変換効率を示す。しかしながら、これらの光応答の鍵となるChl cの光励起状態についての実験的知見が極めて少ない。本研究の目的は、培養できる褐藻類であるオキナワモズク盤状体を用い、向流クロマトグラフィーを利用することにより、微量成分であるChl c の大量調製を実現し、時間分解分光などの分光法を用いてChl cの光励起状態の構造を解明する事である。本年度は、昨年度、一昨年度で発見したChl cの溶媒中のpHに応答する物性変化についての実験を完成させ、特許を出願する事ができた。一方、特許取得準備で遅れている本成果についての論文をまとめるための追試を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

予定外の特許取得の準備、そのための幅広いデータ取得により、大幅に論文作成が遅れ、その為の追試、培養の開始といった本年度の作業が滞ってしまった。そのため、昨年度末に試験的に研究補佐員一名を雇用し、実験技術の伝達を行った。技術の習得具合をみる限り、申請者の目的とするデータ取得が出来るレベルに後少しで達すると考えられる為、この研究補佐員を継続して雇用し、研究の加速に貢献してもらう予定である。

今後の研究の推進方策

昨年度に育成した研究補佐員1名を引き続き雇用し、実験データ取得を促進する予定である。特許を取得したChl cのpHに依存する光学的性質が天然の光合成アンテナに結合した状態でどのように機能するのか、という新たな課題が浮き彫りになった為、これの解明と新規データの蓄積に集中する。特に、培養中、精製した色素蛋白におけるpH光学応答に与える影響を精査するため、まず市大における精密培養を立ち上げることに主眼をおく。研究補佐員を派遣して培養方法の取得、技術の伝達、本機関における立ち上げを行う。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (16件) (うち招待講演 3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Characterization of the intramolecular transfer state of marine carotenoid fucoxanthin by femtosecond pump-probe spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kosumi, Ritsuko Fujii, Mitsuru Sugisaki, Naohiro Oka, Masahiko Iha, Hideki Hashimoto
    • 雑誌名

      Photosynthesis Research

      巻: 121 ページ: 61-68

    • DOI

      10.1007/s11120-014-9995-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Light-dependent conformational change of neoxanthin in a siphonous green alga, Codium intricatum, revealed by Raman spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Chiasa Uragami, Denise Galzerano, Andrew Gall, Yusuke Shigematsu, Maiwen Meisterhans, Naohiro Oka, Masahiko Iha, Ritsuko Fujii, Bruno Robert, and Hideki Hashimoto
    • 雑誌名

      Photosynthesis Res.

      巻: in press ページ: in press

    • 査読あり
  • [学会発表] アスタキサンチン生産レタスにおける光合成タンパク質の色素組成2014

    • 著者名/発表者名
      山野奈美,藤井律子,伊福健太郎,三沢典彦,橋本秀樹
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会(2014)
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] アスタキサンチン生産レタスにおける光合成タンパク質の色素組成2014

    • 著者名/発表者名
      山野奈美,藤井律子,伊福健太郎,三沢典彦,橋本秀樹
    • 学会等名
      第55回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス
    • 年月日
      20140318-20140320
  • [学会発表] Mesuring the Raman spectra of siphonaous green alga, Codium intricatum, cultivated at two kinds of light condition2014

    • 著者名/発表者名
      Chiasa Uragami, Denise Galzerano, Andrew Gall, Yusuke Shigematsu, Mauiwen Meisterhans, Naohiro Oka, Masahiko Iha, Ritsuko Fujii, Bruno Robert, and Hideki Hashimoto,
    • 学会等名
      The 2013 OCARINA Annual International Meeting
    • 発表場所
      10th Floor, Media Center of Osaka City University
    • 年月日
      20140304-20140305
  • [学会発表] Construction of Carotenoid Molecularly-Oriented Film: a Model System of Photosynthetic Antenna2014

    • 著者名/発表者名
      Shohei Kita, Ritsuko Fujii, Hideki Hashimoto
    • 学会等名
      The 2013 OCARINA Annual International Meeting
    • 発表場所
      10th Floor, Media Center of Osaka City University
    • 年月日
      20140304-20140305
  • [学会発表] The back and forth of energy flow in purple bacterial photosynthetic antennas2014

    • 著者名/発表者名
      D. Kosumi, S. Maruta, R. Fujii, M. Sugisaki, S. Takaichi, R.J. Cogdell, H. Hashimoto,
    • 学会等名
      The 2013 OCARINA Annual International Meeting
    • 発表場所
      10th Floor, Media Center of Osaka City University
    • 年月日
      20140304-20140305
  • [学会発表] Asymmetry of the carotenoid molecules bound to bacterial light-harvesting complexes2014

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Horibe, Ritsuko Fujii, Daisuke Kosumi, Keiji Okada, Mamoru Nango, Pu Qian, C. Neil Hunter, Hideki Hashimoto
    • 学会等名
      The 2013 OCARINA Annual International Meeting
    • 発表場所
      10th Floor, Media Center of Osaka City University
    • 年月日
      20140304-20140305
  • [学会発表] 二種類の光条件下で培養した深所型緑藻モツレミル糸状体のラマン分光測定2013

    • 著者名/発表者名
      浦上千藍紗、Dennis Galzerano, Andrew Gall, 重松佑典、Maiwen Mesterhans,岡直宏、伊波匡彦、藤井律子、Bruno Robert、橋本秀樹
    • 学会等名
      第27回カロテノイド研究談話会
    • 発表場所
      三重大学生物資源学部棟2F 大講義室
    • 年月日
      20131019-20131020
  • [学会発表] アスタキサンチン生産レタスにおける光合成機能とアンテナ蛋白質の色素組成2013

    • 著者名/発表者名
      山野奈美、藤井律子、伊福健太郎、三沢典彦、橋本秀樹
    • 学会等名
      第27回カロテノイド研究談話会
    • 発表場所
      三重大学生物資源学部棟2F 大講義室
    • 年月日
      20131019-20131020
  • [学会発表] 光合成アンテナの機能を模したカロテノイド配向モデル系の創成2013

    • 著者名/発表者名
      北翔平、藤井律子、橋本秀樹
    • 学会等名
      第27回カロテノイド研究談話会
    • 発表場所
      三重大学生物資源学部棟2F 大講義室
    • 年月日
      20131019-20131020
  • [学会発表] 周辺アンテナ色素蛋白複合体に結合するカロテノイドに対するStark吸収スペクトルの半量子論的解析および構造に関する考察2013

    • 著者名/発表者名
      堀部智子、小澄大輔、藤井律子、Pu Qian、C.N. Hunter、橋本秀樹
    • 学会等名
      第27回カロテノイド研究談話会
    • 発表場所
      三重大学生物資源学部棟2F 大講義室
    • 年月日
      20131019-20131020
  • [学会発表] 海洋性光合成生物の光捕獲戦略

    • 著者名/発表者名
      藤井律子
    • 学会等名
      蛋白質研究所セミナー「光の、光による、光のための蛋白質科学」
    • 発表場所
      大阪大学 蛋白質研究所
    • 招待講演
  • [学会発表] 褐藻類の光合成アンテナ色素クロロフィルcのpH-光センサー機能

    • 著者名/発表者名
      藤井律子,千住直輝,溝口正,伊波匡彦,市村彰男,橋本秀樹
    • 学会等名
      第3回ポルフィリン-ALA学会
    • 発表場所
      東工大すずかけ台キャンパス
  • [学会発表] 海洋性光合成生物の光捕獲戦略

    • 著者名/発表者名
      藤井律子
    • 学会等名
      第2回人工光合成講演会
    • 発表場所
      新日鐵住金 RE/本館A31・32会議室
    • 招待講演
  • [学会発表] 海洋の光合成における太陽光利用戦略

    • 著者名/発表者名
      藤井律子
    • 学会等名
      新事業開発センター 講演会
    • 発表場所
      新日鐵住金化学 3F会議室
    • 招待講演
  • [学会発表] 褐藻類の光合成アンテナに結合した色素の構造と機能の解明

    • 著者名/発表者名
      藤井律子
    • 学会等名
      第4回フォーラム:人工光合成-JSTさきがけ研究・新学術領域研究の学術発信と研究者への期待-
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス理学部南館 坂田・平田ホール
  • [学会発表] Elucidation of Structure and Function of Natural Pigments Bound to Photosynthetic Antenna from Brown Algae

    • 著者名/発表者名
      Ritsuko Fujii
    • 学会等名
      人工光合成研究の最前線:挑戦する若手研究者―JST さきがけ「光エネルギーと物質変換」領域研究成果報告会―
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
  • [産業財産権] pH指示薬2013

    • 発明者名
      溝口律子、橋本秀樹
    • 権利者名
      大阪市立大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2013-182188
    • 出願年月日
      2013-09-03

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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