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2013 年度 実績報告書

人工チラコイド膜の構築と機能評価

研究課題

研究課題/領域番号 24655120
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

出羽 毅久  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70335082)

キーワード人工光合成膜 / 多層膜 / 光収穫系複合体
研究概要

葉緑体のチラコイド膜や光合成細菌の光合成膜は三次元積層構造を形成しており、そこでタンパク質/色素複合体による髙効率な光収穫および光エネルギー変換反応が行われている。しかし、三次元積層構造中での光収穫機能の詳細は明らかでない。本研究では、光合成タンパク質を含む三次元積層膜の構築を目的とし、マイカ基板上で平面脂質二分子膜の積層化を試みた。膜の形成は原子間力顕微鏡により行った。まず、ビオチン化脂質を含むディスク状脂質二分子膜溶液(DPPC/DHPCバイセル, 粒径約20 nm)をマイカ基板上に置き、10分間インキュベーション後洗浄すると、基板上に吸着したバイセルが脂質二分子膜に変化し、1層の平面膜が形成した。そこにアビジンを添加し、平面膜状にアビジンを固定化した。その後、再びビオチン化脂質を含むディスク状脂質二分子膜溶液を添加、洗浄すると、アビジン-ビオチン結合により繋ぎ止められた平面脂質二分子膜が形成した(Fig.1)。この手法により、制御された多層膜形成が可能であると考えられる。また、ディスク状脂質二分子膜中に光収穫系複合体(LH2)を再構成することも可能であり、平面膜中にLH2を導入することにも成功した。

  • 研究成果

    (36件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (24件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Gating-Associated Clustering−Dispersion Dynamics of the KcsA Potassium Channel in a Lipid Membrane2014

    • 著者名/発表者名
      A. Sumino, D. Yamamoto, M. Iwamoto, T. Dewa, S. Oiki
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Lett.

      巻: 5 ページ: 578-584

    • DOI

      10.1021/jz402491t

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 光合成アンテナ膜タンパク質の分子集合構造と機能2014

    • 著者名/発表者名
      出羽毅久
    • 雑誌名

      化学工業

      巻: Vol. 65, No.3 ページ: 44-49

  • [雑誌論文] Durability of Oxygen Evolution of Photosystem II Incorporated into Lipid Bilayers2014

    • 著者名/発表者名
      T. Noji, M. Kondo, K. Kawakami, J. Shen, M. Nango, T. Dewa
    • 雑誌名

      Res. Chem. Intermed.

      巻: xxx ページ: xxx-xxx

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure-Function Relationships of the Supramolecular Assembly of the Bacterial Photosynthetic Antenna Complexes in Lipid Membranes2014

    • 著者名/発表者名
      T. Dewa, A. Sumino, N. Watanabe, T. Noji, M. Nango
    • 雑誌名

      Res. Chem. Intermed.

      巻: xxx ページ: xxx-xxx

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of Phospholipid Composition on Self-Assembly and Energy-Transfer Efficiency in Networks of Light-Harvesting 2 Complexes2013

    • 著者名/発表者名
      A. Sumino, T. Dewa, T. Noji, Y. Nakano, N. Watanabe, R. Hildner, N. Bösch, J. Köhler, M. Nango
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 117 ページ: 10395–10404

    • DOI

      10.1021/jp4047819

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anchored LH2 Complexes in 2D Polarization Imaging2013

    • 著者名/発表者名
      S. Tubasum, S. Sakai, T. Dewa, V. Sundström, I. G. Scheblykin, M. Nango, T. Pullerits
    • 雑誌名

      J. Phys Chem. B

      巻: 117 ページ: 11391–11396

    • DOI

      10.1021/jp403863c

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular Assembly of Zinc Chlorophyll Derivatives by Using Recombinant Light-Harvesting Polypeptides with His-tag and Immobilization on a Gold Electrode2013

    • 著者名/発表者名
      S. Sakai, T. Noji, M. Kondo, T. Mizuno, T. Dewa, T. Ochiai, H. Yamakawa, S. Itoh, H. Hashimoto, M. Nango
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 29 ページ: 5104–5109

    • DOI

      10.1021/la400059h

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Energy Transfer and Clustering of Photosynthetic Light-Harvesting Complexes in Reconstituted Lipid Membranes2013

    • 著者名/発表者名
      T. Dewa, A. Sumino, N. Watanabe, T. Noji, M. Nango
    • 雑誌名

      Chem. Phys.

      巻: 419 ページ: 200-204

    • DOI

      10.1016/j.chemphys.2012.12.039

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Open Gate Structure of the Membrane-Embedded KcsA Potassium Channel Viewed From the Cytoplasmic Side2013

    • 著者名/発表者名
      A. Sumino, T. Sumikama, M. Iwamoto, T. Dewa, S. Oiki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 3 ページ: 1063

    • DOI

      10.1038/srep01063

    • 査読あり
  • [学会発表] ナノ多孔質ガラス中に固定化された光化学系I/白金ナノ粒子複合体による光誘起水素発生2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木 孝直・野地 智康・近藤 政晴・川上 恵典・大岡 広造・池内 昌彦・吉 野 宏明・神 哲郎・南後 守・出羽 毅久
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] バイセルを用いた三次元積層膜の構築と光合成アンテナ系複合体の導入2014

    • 著者名/発表者名
      山田 樹・角野 歩・南後 守・出羽 毅久
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] Functional Modulation of Photosynthetic Antenna Complex (LH2) Through Chemical Modification2014

    • 著者名/発表者名
      DEWA, Takehisa; NOJI, Tomoyasu; MIZUTANI, Naoto; YONEDA, Yusuke; KATAYAMA, Tetsuro; NAGASAWA, Yutaka; MIYASAKA, Hiroshi; NANGO, Mamoru
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] 多孔質ガラス中のナノ空間における光化学系II コア複合体からcyt c6 の間の電子伝達2014

    • 著者名/発表者名
      野地 智康・鈴木 孝直・近藤 政晴・川上 恵典・神 哲郎・渡辺 麻衣・池内 昌彦・浅井 智広・大岡 宏造・南後 守・伊藤 繁・出羽 毅久
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] 蛍光色素の付加による光合成アンテナ系複合体(LH2)の機能改変2014

    • 著者名/発表者名
      水谷 尚登・野地 智康・小森 大輔・米田 勇祐・片山 哲郎・長澤 裕・宮坂博・南後 守・出羽 毅久
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] 人工色素を付加した光合成アンテナ複合体LH2 における超高速エネルギー移動(2014

    • 著者名/発表者名
      米田 勇祐・片山 哲郎・長澤 裕・宮坂 博・水谷 尚登・野地 智康・出羽 毅久
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20140327-20140327
  • [学会発表] カリウムイオンチャネルKcsAのゲート開閉と連動した膜中集合・離散挙動:原子間力顕微鏡による直接観察2014

    • 著者名/発表者名
      角野歩・山本大輔・岩本真幸・出羽毅久・老木成稔
    • 学会等名
      日本生理学会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      20140316-20140318
  • [学会発表] 光合成アンテナ膜タンパク質の脂質二分子膜への組織化と機能評価2014

    • 著者名/発表者名
      出羽毅久
    • 学会等名
      龍谷大学 革新的材料・プロセス研究センター2013年度シンポジウム
    • 発表場所
      龍谷大学
    • 年月日
      20140303-20140303
    • 招待講演
  • [学会発表] GATING-COUPLED CLUSTERING-DISPERSION DYNAMICS OF THE KCSA POTASSIUM CHANNEL IN A LIPID MEMBRANE2014

    • 著者名/発表者名
      Ayumi Sumino, Daisuke Yamamoto, Masayuki Iwamoto, Takehisa Dewa, Shigetoshi Oiki
    • 学会等名
      The 58th Annual Meeting of Biophysical Society
    • 発表場所
      San Francisco, California
    • 年月日
      20140215-20140219
  • [学会発表] 光合成アンテナタンパク質の集合構造と機能2013

    • 著者名/発表者名
      出羽毅久
    • 学会等名
      第4回「有機太陽電池・人工光合成研究会」
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      20131007-20131007
  • [学会発表] チラコイド様光収穫系複合体の積層構造の構築2013

    • 著者名/発表者名
      出羽毅久・山田樹・野地智康・水谷尚登・南後守
    • 学会等名
      第7回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20130927-29
  • [学会発表] バイセルによるチラコイド様多層膜の構築と光合成アンテナ系複合体の導入2013

    • 著者名/発表者名
      山田樹・角野歩・南後守・出羽毅久
    • 学会等名
      第7回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20130927-29
  • [学会発表] ポリアミン脂質―DNA複合体の構造と遺伝子送達活性2013

    • 著者名/発表者名
      出羽 毅久,瓜田 有吾,沖田 陽介,清水 広介,浅井 知浩,奥 直人,南後 守
    • 学会等名
      第62回高分子討論会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      20130911-20130913
  • [学会発表] 水溶性部位をもつ組み換え光合成アンテナ系膜タンパク質/色素複合体の再構成2013

    • 著者名/発表者名
      酒井 俊亮,野地 智康,水野 稔久,近藤 政晴,田中 俊樹,出羽 毅久,南後 守
    • 学会等名
      第62回高分子討論会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      20130911-20130913
  • [学会発表] 諸種のポリアミン脂質の遺伝子送達能と細胞内動態2013

    • 著者名/発表者名
      瓜田 有吾,沖田 陽介,清水 広介,浅井 知浩,奥 直人,南後 守,出羽 毅久
    • 学会等名
      第62回高分子討論会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      20130911-20130913
  • [学会発表] 光合成膜タンパク質の集合構造と機能2013

    • 著者名/発表者名
      出羽毅久,角野歩,野地智康,南後守
    • 学会等名
      第62回高分子討論会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      20130911-13
  • [学会発表] Durability of Oxygen Evolution of Photosystem II Incorporated into Lipid Bilayers2013

    • 著者名/発表者名
      T. Noji, M. Kondo, K. Kawakami, J. Shen, M. Nango, T. Dewa
    • 学会等名
      The 16th International Congress on Photosynthesis
    • 発表場所
      St. Louis, MO, USA
    • 年月日
      20130811-16
  • [学会発表] Molecular assembly of zinc chlorophyll derivatives by recombinant light-harvesting polypeptides with His-tag and immobilization on a gold electrode2013

    • 著者名/発表者名
      S. Sakai, T. Noji, M. Kondo, T. Mizuno, T. Dewa, T. Ochiai, H. Yamakawa, S. Itoh, H. Hashimoto, M. Nango
    • 学会等名
      Light Harvesting Satellite Meeting 2013
    • 発表場所
      Washington University, St. Louis
    • 年月日
      20130808-11
  • [学会発表] 蛍光発色団の付加による光合成アンテナタンパク質の機能改変2013

    • 著者名/発表者名
      出羽毅久・野地智康・小森大輔・山川壽伯・伊藤繁・南後守
    • 学会等名
      第23回バイオ高分子シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学(大岡山)
    • 年月日
      20130731-20130801
  • [学会発表] カリウムチャネルKcsA の脂質膜中での開閉構造と機能:一分子計測による統合的アプローチ2013

    • 著者名/発表者名
      角野歩、炭竈 享司、岩本 真幸、出羽 毅久、老木 成稔
    • 学会等名
      第23回バイオ高分子シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学(大岡山)
    • 年月日
      20130731-20130801
  • [学会発表] 化学修飾によるLH2への人工色素の付加とその機能2013

    • 著者名/発表者名
      野地智康、小森大輔、山川壽伯、伊藤 繁、南後 守、出羽毅久
    • 学会等名
      第21回 光合成セミナー:光合成の色素系と反応中心に関するセミナー
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      20130706-20130707
  • [学会発表] 光合成アンテナ複合体(LH2)の化学修飾による機能改変2013

    • 著者名/発表者名
      出羽 毅久,小森 大輔,野地 智康,山川 壽伯,伊藤 繁,南後 守
    • 学会等名
      第62回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      京都国際会議場
    • 年月日
      20130529-20130531
  • [学会発表] 遺伝子送達キャリアとしてのポリアミン脂質の細胞内動態と機能評価2013

    • 著者名/発表者名
      瓜田 有吾,沖田 陽介,清水 広介,浅井 知浩,奥 直人,南後 守,出羽 毅久
    • 学会等名
      第62回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      京都国際会議場
    • 年月日
      20130529-20130531
  • [学会発表] The Influence of the Phospholipid Composition on the Self-Assembly and the Energy-Transfer Efficiency in Networks of Light-Harvesting 2 Complexes2013

    • 著者名/発表者名
      T. Dewa, A. Sumino, T. Noji, Y. Nakano, N. Watanabe, R. Hildner, N. Bösch, J. Köhler, M. Nango
    • 学会等名
      Light-Harvesting Processes LHP 2013
    • 発表場所
      Banz Monastery, Germany
    • 年月日
      20130407-11
  • [図書] 光合成研究最前線2014

    • 著者名/発表者名
      出羽毅久
    • 総ページ数
      380
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
  • [産業財産権] 膜タンパク質ゲル化剤2013

    • 発明者名
      小枝周平、水野稔久、野地智康、小幡亜希子、出羽毅久、春日敏宏
    • 権利者名
      小枝周平、水野稔久、野地智康、小幡亜希子、出羽毅久、春日敏宏
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-157755
    • 出願年月日
      2013-07-30
  • [産業財産権] 光化学反応装置、その製造方法および光化学反応方法2013

    • 発明者名
      近藤政晴、野地智康、出羽毅久、神 哲郎
    • 権利者名
      近藤政晴、野地智康、出羽毅久、神 哲郎
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-161622
    • 出願年月日
      2013-08-02

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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