光合成系Ⅱにおける水分解反応の学理解明

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24000018
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 沈 建仁 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 教授 (60261161)
• 研究分担者: 野口 巧 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60241246) ; 山口 兆 大阪大学, その他部局等, 名誉教授 (80029537) ; 庄司 光男 筑波大学, 計算科学研究センター, 助教 (00593550)
• 研究期間 (年度): 2013 – 2017
• キーワード: 光合成 / 水分解 / 酸素発生 / 結晶構造解析 / QM/MM / 赤外分光法 / プロトン共役電子移動 / 量子力学計算

研究実績の概要

1. X線由電子レーザー(XFEL)と光化学系II(PSII)の微小結晶をを用いた連続フェムト秒結晶構造解析法(Serial femtosecond crystallography, SFX)により、2閃光照射により作られた水分解反応のS3中間体の構造を2.35Å分解能で解析し、反応の開始状態であるS1状態との構造比較から、酸素発生の触媒中心であるMn4CaO5クラスター中のO5原子近傍に新たな酸素原子O6の挿入を確認し、O5とO6の間でO=O結合が形成され、分子状酸素が放出される反応機構を明らかにした。この他にも2閃光照射により電子受容体側や二次電子供与体であるYz付近での構造変化が確認され、電子伝達とプロトン移動に伴うタンパク質の構造変化が示された。
2. 1閃光照射により形成されるS2反応中間体については、PSIIの微小結晶とSACLA-XFELを利用して、室温で1閃光照射し、直ちに液体窒素温度で凍結するという低温トラップ法を用いてS2中間体を作成し、固定ターゲット結晶構造解析法を用いてX線回折実験を行い、構造解析を行った。その結果、S1→S2遷移におけるMn4CaO5クラスター構造変化を明らかにした。
3. 量子力学/分子力学(QM/MM)計算を用いた水分解Mn4CaO5クラスターのアミノ酸配位子の基準振動解析により、実測の水分解系の赤外スペクトルの帰属を行い、さらに、MnとCaを架橋するカルボキシル基のπ共役を介した電荷移動が基質水分子を活性化する機構を明らかにした。また、時間分解赤外分光法を用いて、水分解反応の中間状態遷移における電子、プロトン、および水分子の時間挙動を観測し、酸素発生が起こる直前のS2→S3遷移において、基質水分子が移動した後にプロトン移動律速の電子移動が起こることを示した。
4. S2→S3遷移における可能な反応経路の理論的研究を進めた。特に水分子が挿入するか否かで反応過程が大きく変わることを発見した。S3構造は研究開始当初は不明であったため、両可能性について理論的に検討した。まず、水が挿入されない場合では可能なスピン状態解析を行い、S3状態後のO=O結合形成時での反応性の検討を行った。水分子が挿入する場合については、S3状態でO=O結合形成を行う場合と、S4状態になってからO=O結合を形成する場合についてそれぞれの機構を検討した。S3状態でとりうる可能な中間体の構造と相対安定性について網羅的な理論解析をおこなった。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

水分解反応のS-状態遷移モデルにおいて、これまでS1の構造を高分解能で解析してきたが、反応中間体の構造解析は極めて困難であった。その理由は、PSIIが巨大な膜タンパク質複合体であるため、遷移に伴う微小な構造変化を検出するためには十分高い分解能が必要であるが、そのためには十分の大きさを持つPSII結晶の使用が不可欠であった。しかし、PSIIは多数の色素(クロロフィル等)を持っているため、大きな結晶を使用すると、光照射による中間体への遷移効率が極めて低く、解析可能な反応中間体の作成が困難であることが分かっていた。X線自由電子レーザーの使用により、微小な結晶を用いたSFX法が適用可能になり、閃光照射による反応中間体の生成も十分な効率で可能になるが、PSIIの微小結晶では分解能が著しく低くなるという問題があった。本研究では、PSII微小結晶の作製条件と抗凍結剤処理条件の広範なスクリーニングにより、十分高い分解能を与えるPSII微小結晶の析出に成功し、2閃光照射によるS3中間体への遷移に伴う構造変化を明らかにした(Suga et al. Nature, 2017)。その結果から、分子状酸素の形成機構を明らかにした。
一方、Mn4CaO5クラスターのアミノ酸配位子の基準振動解析により、これまで困難であった実測赤外スペクトルの帰属に初めて成功し、その振動構造から、水分解反応の分子機構についての重要な知見を得ることができた。また、これまで、水分解反応の各中間状態遷移における反応過程を実験的に追跡することは困難であったが、時間分解赤外法を用いることにより、水分解反応の鍵となるS2→S3遷移について、その反応過程を詳細に調べることに成功した。

今後の研究の推進方策

X線自由電子レーザーを用いることにより、S2, S3中間体の構造が明らかになったので、今後は同様の方法でS4中間体の構造と、S4→S0遷移に伴う構造変化を明らかにする予定である。また、Mn4CaO5クラスターの各配位子やプロトン移動経路に関わるアミノ酸の変異体について、X線構造解析法や赤外分光法等を利用して解析する予定である。さらにS3状態のプロトン化状態、S3→S4→S0の反応機構、及びS0状態について網羅的な理論解析を進める。理論計算で主に利用されているDFT計算では汎関数によって中間体の相対エネルギーは大きく変化してしまう。そのため、電子相関を正確に記述した方法(DMRG, QMC)を併用することで、エネルギーを校正しながら相対安定性を吟味する。また、活性中心のコンフォメーション自由度を取り込んだ、自由エネルギーでの議論を行えるように、計算プログラムを整備している。それにより、これまでの膨大な実験結果とより対応させることが可能となり、PSIIの酸素発生機構が急速に明確になると期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Light-induced structural changes and the site of 0=0 bond formation in PSII caught by XFEL (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Suga, F. Akita, M. Sugahara, M. Kubo, Y. Nakajima, T. Nakane, K. Yamashita, M. Nakabayashi, Y. Umena, T. Yamane, T. Nakano, M. Suzuki, T. Masuda, S. Inoue, T. Kimura, T. Nomura, S. Yonekura, L.-J. Yu, T. Sakamoto, T. Motomura, J.-H. Chen, Y. Kato, T. Noguchi, K. Tono, Y. Joti, T. Kameshima, T. Hatsui, E. Nango, R. Tanaka, H. Naitow, Y. Matsuura, A. Yamashita, M. Yamamoto, O. Nureki, M. Yabashi, T. Ishikawa, S. Iwata, J.-R. Shen
  • 雑誌名: Nature 巻: 543 ページ: 131-135
  • DOI: 10.1038/nature21400
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorescence property of photosystem Ⅱ protein complexes bound to a gold nanoparticle (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Tahara, A. Mohamed, K. Kawahara, R. Nagao, Y. Kato, H. Fukumura, Y. Shibata, T. Noguchi
  • 雑誌名: Faraday Discuss
  • DOI: 10.1039/C6FD00188B
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monitoring the reaction process during the S_2→S_3 transition in photosynthetic water oxidation using time-resolve infrared spectroscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Sakamoto, T. Shimizu, R. Nagao, T. Noguchi
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 139 ページ: 2022-2029
  • DOI: 10.1021/jacs.6b11989
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetically introduced hydrogen bond interactions reveal an asymmetric charge distribution on the radical cation of the special-pair chlorophyll P680 (2017)
  • 著者名/発表者名: R. Nagao, M. Yamaguchi, S. Nakamura, H. Ueoka-Nakanishi, T. Noguchi
  • 雑誌名: J. Biol. Chem.
  • DOI: 10.1074/jbc.M117.781062
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reaction mechanism of sarcosine oxidase elucidated using FMO and QM/MM methods (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Abe, M. Shoji, Y. Nishiya, H. Aiba, T. Kishimoto, K. Kitaura
  • 雑誌名: Physical Chemistry Chemical Physics 巻: 19 ページ: 9811-9822
  • DOI: 10.1039/C6CP08172J
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large-scale QM/MM calculations of the CaMn405 cluster in the S3 state of the oxygen evolving complex of photosystem Ⅱ. Comparison between water-inserted and no water-inserted structures (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Shoji, H. Isobe, T. Nakajima, Y. Shigeta, M. Suga, F. Akita, J-R. Shen, K. Yamaguchi
  • 雑誌名: Faraday Discussions
  • DOI: 10.1039/C6FD00230G
  • 査読あり
• [雑誌論文] UNO DMRG CASCI calculations of effective exchange integrals for mphenylene-bis-methylene spin clusters (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Kawakami, S. Sano, T. Saito, S. Sharma, M. Shoji, S. Yamada, Y. Takano, S. Yamanaka, M. Okumura, T. Nakajima, K. Yamaguchi
  • 雑誌名: Molecular Physics
  • DOI: 10.1080/00268976.2017.1301586
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Chemical equilibrium models for the S3 state in the oxygen-evolving complex of photosystem Ⅱ (2016)
  • 著者名/発表者名: Isobe H., Shoji M., Shen J.-R., Yamaguch K.
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 巻: 55 ページ: 502-511
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.5b02471
  • 査読あり
• [雑誌論文] Manganese compounds as water-oxidizing catalysts : From the natural water-oxidizing complex to nano-sized manganese oxide structures (2016)
  • 著者名/発表者名: Najafpour M.M., Renger G., Holyñska M., Moghaddam A., Aro E.-M., Carpentier R., Nishihara H., Eaton-Rye J.J., Shen J.-R., Allakhverdiev S.I.
  • 雑誌名: Chem. Rev. 巻: 116 ページ: 2886-2936
  • DOI: 10.1021/acs.chemrev.5b00340
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Polypeptide and MneCa oxide : Toward a biomimetic catalyst for water-splitting systems (2016)
  • 著者名/発表者名: Najafpour M. M., Ghobadi, M. Z. Sarvi B., Madadkhani S., Sedigh D. J., Rafighi P., Tavahodi M., Shen J.-R., Allakhverdiev S. I.
  • 雑誌名: Inter. J. Hydrogen Energy 巻: 41 ページ: 5504-5512
  • DOI: 10.1016/j.ijhydene.2016.01.131
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Geometric and electronic structures of the synthetic Mn4Ca04 model compound mimicking the photosynthetic oxygen-evolving complex (2016)
  • 著者名/発表者名: Shoji M., Isobe H., Shen J.-R., Yamaguchi K.
  • 雑誌名: Physical Chemistry Chemical Physics 巻: 18 ページ: 11330-11340
  • DOI: 10.1039/c5cp07226c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallography : Resolution beyond diffraction limit (2016)
  • 著者名/発表者名: Shen J.-R.
  • 雑誌名: Nature 巻: 530 ページ: 168-169
  • DOI: 10.1038/530168a
• [雑誌論文] Structure and exited energy transfer pathways of plant photosystem I-LHCI supercomplex (2016)
  • 著者名/発表者名: Suga, M. Qin X., Kuang T., Shen J.-R.
  • 雑誌名: Current Opinion in Structural Biology 巻: 39 ページ: 46-53
  • DOI: 10.1016/j.sbi.2016.04.004
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Spatially separated photosystem Ⅱ and a silicon photoelectrochemical cell for overall water splitting : A natural-artificial photosynthetic hybrid (2016)
  • 著者名/発表者名: Wang W., Wang H., Zhu Q., Qin W., Han G., Shen J.-R., Zong X., Li C.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 巻: 55 ページ: 42,741
  • DOI: 10.1002/anie.201604091
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Oxygen-evolving porous glass plates containing the photosynthetic photosystem Ⅱ pigment-protein complex (2016)
  • 著者名/発表者名: Noji T., Kawakami K., Shen J.-R., Dewa T., Nango M., Kamiya, N. Itoh S., Jin T.
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 113 ページ: 7796-7805
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.6b02106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Probing the lysine proximal microenvironments within membrane protein complexes by active dimethyl labeling and mass spectrometry (2016)
  • 著者名/発表者名: Zhou Y., Wu Y., Yao M., Liu Z., Chen J., Chen J., Tian L., Han G., Shen J.-R., Wang F.
  • 雑誌名: Anal Chem. 巻: 88 ページ: 12060-12065
  • DOI: 10.1021/acs.analchem.6b02502
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Quantum mechanics/molecular mechanics simulation of the ligand vibrations of the water-oxidizing Mn_4CaO_5 cluster in photosystem Ⅱ (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Nakamura, T. Noguchi
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 巻: 113 ページ: 12727-12732
  • DOI: 10.1073/pnas.1607897113
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative analysis of the interaction of the primary quinone Q_A in intact and Mn-depleted photosystem Ⅱ membranes using light-induced ATR-FTIR spectroscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Kato, R. Ishii, T. Noguchi
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 55 ページ: 6355-6358
  • DOI: 10.1021/acs.biochem.6b01052
  • 査読あり
• [雑誌論文] FTIR spectroelectrochemistry combined with a light-induced difference technique : Application to the iron-quinone electron acceptor in photosystem Ⅱ (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Kato, T. Noguchi
  • 雑誌名: Biomed. Spectrosc. Imaging 巻: 5 ページ: 269-282
  • DOI: 10.3233/BSI-160146
  • 査読あり
• [雑誌論文] Catalytic mechanism of nitrile hydratase subsequent to cyclic intermediate formation : A QM/MM Study (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Kayanuma, M. Shoji, M. Yohda, M. Odaka, Y. Shigeta
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: 123 ページ: 3259-3266
  • DOI: 10.1021/acs.jpcb.5b11363
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular mechanisms of substrate specificities of uridine-cytidine kinase (2016)
  • 著者名/発表者名: W. Tanaka, M. Shoji, F. Tomoike, Y. Ujiie, K. Hanaoka, R. Harada, M. Kayanuma, K. Kamiya, T. Ishida, R. Masui, S. Kuramitsu, Y. Shigeta
  • 雑誌名: Biophysics and Physicobiology 巻: 13 ページ: 77-84
  • DOI: 10.2142/biophysico.13.0_77
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large-scale QM/MM calculations of the CaMn405 cluster in the oxygen-evolving complex of photosystem Ⅱ : comparisons with EXAFS structures (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Shoji, H. Isobe, T. Nakajima, K. Yamaguchi
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 巻: 658 ページ: 354-363
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2016.06.067
  • 査読あり
• [学会発表] ATR-FTIR法を用いた光化学系ⅡにおけるMnクラスターと第一キノンQ_Aの長距離相互作用の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 加藤 祐樹、石井 里奈、野口 巧
  • 学会等名: 電気化学会第84回大会
  • 発表場所: 首都大学東京
  • 年月日: 2017-03-25 – 2017-03-27
• [学会発表] Protonation structure around the water-oxidizing center in photosystem Ⅱ as revealed by polarized ATR-FTIR spectroscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: Shin Nakamura, Takumi Noguchi
  • 学会等名: IGER International Conference on Physics of Life
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2017-03-25 – 2017-03-26
  • 国際学会
• [学会発表] Protonation structure of a key His residue interacting with the photosynthetic Mn cluster (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村 伸、野口 巧
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2017-03-16 – 2017-03-18
• [学会発表] Estimation of photosynthetic activities of thylakoid membranes using infrared spectroscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: 長尾 遼、北﨑 翔、野口 巧
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2017-03-16 – 2017-03-18
• [学会発表] Interaction of methanol and the inhibitory effect in the photosynthetic water oxidation center (2017)
  • 著者名/発表者名: 矢田 はる奈、清水 達貴、野口 巧
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2017-03-16 – 2017-03-18
• [学会発表] FTIR analysis of the S-state transitions of the water oxidation center in photosystem Ⅱ crystals (2017)
  • 著者名/発表者名: 加藤 祐樹、秋田 総理、中島 芳樹、菅 倫寛、梅名 泰史、沈 建仁、野口 巧
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2017-03-16 – 2017-03-18
• [学会発表] Crystal structure and spectroscopic analysis of photosystem Ⅱ complex from an SQDG-deficient mutant of Thermosynechococcus elongatus (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Nakajma, Yasufumi Umena, Ryo Nagao, Kaichirou Endo, Hajime Wada Takumi Noguchi, Jian-Ren Shen
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2017-03-16 – 2017-03-18
• [学会発表] 偏光全反射赤外分光法による光合成水分解系のプロトン化構造の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村 伸、野口 巧
  • 学会等名: 日本生物物理学会中部支部講演会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2017-03-06
• [学会発表] Fluorescence property of photosystem Ⅱ protein complexes bound to a gold nanoparticle (2017)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Tahara, Ahmed Mohamed, Kousuke Kawahara, Ryo Nagao, Yuki Kato, Hiroshi Fukumura, Yutaka Shibata Takumi Noguchi
  • 学会等名: Artificial Photosynthesis : Faraday Discussion
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2017-02-28 – 2017-03-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 光合成水分解Mnクラスターのアミノ酸配位子の振動構造 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村 伸、野口 巧
  • 学会等名: 「人工光合成による太陽光エネルギーの物質変換 : 実用化に向けての異分野融合」第5回公開シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2017-01-28 – 2017-01-29
• [学会発表] フェムト秒X線自由電子レーザーを用いた光化学系Ⅱによる水分解反応の機構解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 沈 建仁
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-12-28
  • 招待講演
• [学会発表] Structural analysis of photosystem Ⅱ to reveal the mechanism of light-induced water-splitting (2016)
  • 著者名/発表者名: F. Akita, M. Suga, K. Hirata, G. Ueno, H. Murakami, Y. Nakajima, K. Yamashita, M. Kubo, M. Yamamoto, H. Ago, J.-R. Shen
  • 学会等名: 第54回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: つくぱ
  • 年月日: 2016-11-25 – 2016-11-27
  • 招待講演
• [学会発表] FTIR study on the mechanism of methanol inhibition in the S-state cycle of photosynthetic water oxidation (2016)
  • 著者名/発表者名: Haruna Yata, Tatsuki Shimizu, Takumi Noguchi
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2016-11-25 – 2016-11-27
• [学会発表] Regulation mechanism of electron transfer between quinone electron acceptors in Photosystem Ⅱ (2016)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Nozawa, Takumi Noguchi
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2016-11-25 – 2016-11-27
• [学会発表] Measurement of the redox potential of the primary quinone electron accepter Q_A in photosystem Ⅱ by FTIR spectroelectrochemistry (2016)
  • 著者名/発表者名: Ayaka Ohira, Ryo Nagao, Takumi Noguchi, Yuki Kato
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2016-11-25 – 2016-11-27
• [学会発表] Protonation structure around the water-oxidizing Mn cluster in photosystem Ⅱ revealed by polarized ATR-FTIR spectroscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: Shin Nakamura, Takumi Noguchi
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2016-11-25 – 2016-11-27
• [学会発表] FTIR analysis on the localization of the excited triplet state of chlorophyll in photosystem Ⅱ (2016)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Mitomi, Ryo Nagao, Takumi Noguchi
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2016-11-25 – 2016-11-27
• [学会発表] 放射光X線結晶構造解析による光化学系Ⅱの水分解・酸素発生機構の解明(受賞講演) (2016)
  • 著者名/発表者名: 神谷 信夫・沈 建仁
  • 学会等名: 日本結晶学会平成28年度年会および会員総会(授賞講演)
  • 発表場所: 茨城
  • 年月日: 2016-11-17 – 2016-11-18
• [学会発表] 光合成酸素発生中心の電子・スピン状態の理論解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 庄司光男
  • 学会等名: 第55回電子スピンサイエンス学会年会(SEST2016)
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2016-11-11
  • 招待講演
• [学会発表] Structure and function of Photosystem Ⅱ studied by a combination of synchrotron X-rays and XFEL at SACLA (2016)
  • 著者名/発表者名: Jian-Ren Shen
  • 学会等名: The 10th Asia Oceania Forum for Synchrotron Radiation Research (AOFSRR 2016)
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2016-11-02 – 2016-11-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Molecular mechanism of photosynthetic water-splitting based on the atomic structure of photosystem Ⅱ (2016)
  • 著者名/発表者名: Jian-Ren Shen
  • 学会等名: 5th International Symposium on Solar Fuels and Solar Cells (5th SFSC)
  • 発表場所: Dalian, China
  • 年月日: 2016-10-11 – 2016-10-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Mechanism of photosynthetic water oxidation based on atomic structure of photosystem Ⅱ (2016)
  • 著者名/発表者名: Jian-Ren Shen
  • 学会等名: The 42nd Naito Conference on “In the Vanguard of Structural Biology : Revolutionizing Life Sciences”
  • 発表場所: SAPPORO, Hokkaido
  • 年月日: 2016-10-04 – 2016-10-07
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ATR-FTIR detection of the Mn^<2+> binding site during photoactivation of the water-oxidizing Mn_4CaO_5 cluster in photosystem Ⅱ (2016)
  • 著者名/発表者名: Akihiko Sato, Shin Nakamura, Takumi Noguchi
  • 学会等名: IGER International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems 2016
  • 発表場所: Nagoya University
  • 年月日: 2016-09-29 – 2016-09-30
  • 国際学会
• [学会発表] FTIR and DFT analyses on the localization of the excited triplet state of chlorophyll in photosystem Ⅱ (2016)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Mitomi, Ryo Nagao, Shin Nakamura, Takumi Noguchi
  • 学会等名: IGER International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems 2016
  • 発表場所: Nagoya University
  • 年月日: 2016-09-29 – 2016-09-30
  • 国際学会
• [学会発表] Time-resolved infrared analysis of the S_0-to-S_1 transition of photosynthetic water oxidation (2016)
  • 著者名/発表者名: Tatsuki Shimizu, Miwa Sugiura, Takumi Noguchi
  • 学会等名: IGER International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems 2016
  • 発表場所: Nagoya University
  • 年月日: 2016-09-29 – 2016-09-30
  • 国際学会
• [学会発表] Electron transfer regulation mechanism of quinone electron acceptors in photosystem Ⅱ (2016)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Nozawa, Takumi Noguchi
  • 学会等名: IGER International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems 2016
  • 発表場所: Nagoya University
  • 年月日: 2016-09-29 – 2016-09-30
  • 国際学会
• [学会発表] Protonation structure around the water-oxidizing Mn cluster in photosystem Ⅱ as revealed by polarized ATR-FTIR spectroscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: Shin Nakamura and Takumi Noguchi
  • 学会等名: IGER International Symposium on Science of Molecular Assembly and Biomolecular Systems 2016
  • 発表場所: Nagoya University
  • 年月日: 2016-09-29 – 2016-09-30
  • 国際学会
• [学会発表] 光化学系ⅡにおけるMnクラスターと第一キノンQ_Aの長距離相互作用の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 加藤 祐樹, 石井 里奈, 野口 巧
  • 学会等名: 日本物理学会2016年秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2016-09-13 – 2016-09-16
• [学会発表] High resolution structure of Photosystem Ⅱ and the mechanism of water-splitting (2016)
  • 著者名/発表者名: Jian-Ren Shen
  • 学会等名: Joint Spring-8 -Max Ⅳ Laboratory Workshop on New Light Sources and Biological Applications
  • 発表場所: Lund University, Sweden
  • 年月日: 2016-09-08 – 2016-09-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Mechanism of photoreactions in the photosynthetic water-oxidizing enzyme, photosystem Ⅱ, studied by infrared spectroscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: Takumi Noguchi
  • 学会等名: 光化学討論会
  • 発表場所: 東大駒場
  • 年月日: 2016-09-06 – 2016-09-08
  • 招待講演
• [学会発表] 液体窒素温度における光化学系Ⅰの単一分子分光 (2016)
  • 著者名/発表者名: 柴田 穣、杜 婷、長尾 遼、野口 巧、Jana Sankar
  • 学会等名: 光化学討論会
  • 発表場所: 東大駒場
  • 年月日: 2016-09-06 – 2016-09-08
• [学会発表] High resolution structure of photosystem Ⅱ and the mechanism of photosynthetic water-splitting (2016)
  • 著者名/発表者名: Jian-Ren Shen
  • 学会等名: The 12th International Conference on Biology and Synchrotron Radiation (BSR 2016)
  • 発表場所: Standford University, USA
  • 年月日: 2016-08-21 – 2016-08-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Structural biology of photosynthetic systems (Plenary Lecture) (2016)
  • 著者名/発表者名: Jian-Ren Shen
  • 学会等名: The 17th International Congress on Photosynthesis Research (基調講演)
  • 発表場所: Maastricht, The Netherlands
  • 年月日: 2016-08-07 – 2016-08-12
  • 国際学会
• [学会発表] Redox potential of the secondary quinone electron acceptor Q_B in photosystem Ⅱ revealing the mechanism of electron transfer regulation (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kato, Ryo Nagao, Takumi Noguchi
  • 学会等名: The 17th International Congress on Photosynthesis Research
  • 発表場所: MECC Maastricht, Maastricht, The Netherlands
  • 年月日: 2016-08-07 – 2016-08-12
  • 国際学会
• [学会発表] Normal mode analyses of the water-oxidizing center in photosystem Ⅱ using QM/MM calculations (2016)
  • 著者名/発表者名: Shin Nakamura, Takumi Noguchi
  • 学会等名: The 17th International Congress on Photosynthesis Research
  • 発表場所: MECC Maastricht, Maastricht, The Netherlands
  • 年月日: 2016-08-07 – 2016-08-12
  • 国際学会
• [学会発表] Single molecule spectroscopy of photosystem I and its blinking mechanism at liquid N_2 temperature (2016)
  • 著者名/発表者名: Sankar Jana, Ting Du, Ryo Nagao, Takumi Noguchi, Yutaka Shibata
  • 学会等名: The 17th International Congress on Photosynthesis Research
  • 発表場所: MECC Maastricht, Maastricht, The Netherlands
  • 年月日: 2016-08-07 – 2016-08-12
  • 国際学会
• [学会発表] Monitoring the reaction process during the S_2-to-S_3 transition in photosynthetic water oxidation by time-resolve infrared spectroscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: Takumi Noguchi, Hiroki Sakamoto, Ryo Nagao
  • 学会等名: The 17th International Congress on Photosynthesis Research
  • 発表場所: MECC Maastricht, Maastricht, The Netherlands
  • 年月日: 2016-08-07 – 2016-08-12
  • 国際学会
• [学会発表] Redox potential of the secondary quinone electron acceptor Q_B in photosystem Ⅱ : Mechanism of electron-transfer regulation (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kato, Ryo Nagao, Takumi Noguchi
  • 学会等名: Photosynthetic Electron and Proton Transport in Plants and Algae ; Operation, Regulation and Function
  • 発表場所: Arnhem, Netherlands
  • 年月日: 2016-08-04 – 2016-08-07
  • 国際学会
• [学会発表] 光合成光エネルギー変換系の構造生物学(受賞講演) (2016)
  • 著者名/発表者名: 沈 建仁
  • 学会等名: 第19回日本光生物学協会年会(授賞講演)
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2016-07-28 – 2016-07-29
• [学会発表] 可視光による水分解の仕組みと人工光合成システムに向けて (2016)
  • 著者名/発表者名: 沈 建仁
  • 学会等名: 生物・光源・物性の若手を含む合同合宿勉強会
  • 発表場所: Spring-8 (西播磨)
  • 年月日: 2016-07-12
  • 招待講演
• [学会発表] Mnクラスターと第一キノンQ_Aの長距離相互作用のATR-FTIRによる解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 加藤 祐樹、石井 里奈、野口 巧
  • 学会等名: 第24回光合成セミナー2016
  • 発表場所: 龍谷大学 深草キャンパス
  • 年月日: 2016-07-09 – 2016-07-10
• [学会発表] 光化学系Ⅱにおける可視光を利用した水分解の仕組み (2016)
  • 著者名/発表者名: 沈 建仁
  • 学会等名: 第43回 生体分子科学討論会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2016-06-24 – 2016-06-25
  • 招待講演
• [学会発表] 光化学系Ⅱにおける酸素発生系のアミノ酸配位子及び水分子の基準振動解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村 伸、野口 巧
  • 学会等名: 生体分子科学討論会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2016-06-24 – 2016-06-25
• [学会発表] Reaction mechanisms for the S2 to S3 transition in the oxygen-evolving complex of photosystem Ⅱ (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Shoji, H. Isobe, K. Yamaguchi
  • 学会等名: AWEST 2016
  • 発表場所: Awaji island, Hyogo
  • 年月日: 2016-06-19 – 2016-06-21
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] FTIR分光電気化学法による光化学系Ⅱ第一キノンQ_Aの酸化還元電位計測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大平 彩花、長尾 遼、野口 巧、加藤 祐樹
  • 学会等名: 日本光合成学会年会
  • 発表場所: 東京理科大学・葛飾キャンパス
  • 年月日: 2016-05-27 – 2016-05-28
• [学会発表] チラコイド膜を用いた光合成反応の赤外分光解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 長尾 遼、北﨑 翔、野口 巧
  • 学会等名: 日本光合成学会年会
  • 発表場所: 東京理科大学・葛飾キャンパス
  • 年月日: 2016-05-27 – 2016-05-28
• [学会発表] メタノールによる光合成水分解反応の阻害機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢田 はる奈、清水 達貴、野口 巧
  • 学会等名: 日本光合成学会年会
  • 発表場所: 東京理科大学・葛飾キャンパス
  • 年月日: 2016-05-27 – 2016-05-28
• [学会発表] 光合成水分解系におけるアミノ酸配位子及び水分子の振動構造の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村 伸、野口 巧
  • 学会等名: 日本光合成学会年会
  • 発表場所: 東京理科大学・葛飾キャンパス
  • 年月日: 2016-05-27 – 2016-05-28
• [学会発表] High resolution structure of photosystem Ⅱand the mechanism of water-splitting (2016)
  • 著者名/発表者名: Jian-Ren Shen
  • 学会等名: 79th Harden Conference : Oxygen Evolution and Reduction -Common Principles
  • 発表場所: Grauer Bar, Innsbruck, Austria
  • 年月日: 2016-04-16 – 2016-04-20
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Single molecule spectroscopy of photosynthetic protein atcryogenic temperatures (2016)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Shibata, Ting Du, Sankar Jana, Ryo Nagao, Takumi Noguchi, Hiroshi Fukumura
  • 学会等名: 26th International Symposium on Photochemistry
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 2016-04-03 – 2016-04-08
  • 国際学会
• [図書] 光と生命の事典一「光化学系Ⅱ」 (2016)
  • 著者名/発表者名: 沈 建仁
  • ページ: 68-69
  • 総ページ数: 411
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] Current Insights to Enhance Hydrogen Production by Photosynthetic Organisms, In Hydrogen Science and Engineering. Materials, Processes, Systems and Technology (2016)
  • 著者名/発表者名: Poudyal R. S., Tiwari I., Najafpour M. M., Los D. A., Carpentier R., Shen J.-R., Allakhverdiev S. I.
  • ページ: 461-486
  • 総ページ数: 1220
  • 出版者: Wiley-VCH
• [備考] 岡山大学沈 建仁研究室ホームページ
  • URL: http://www.riis.okayama-u.ac.jp/department/core2/
• [備考] 名古屋大学理学研究科光生体エネルギー研究室ホームページ
  • URL: http://www.glab.phys.nagoya-u.ac.jp/