| 研究領域 | 分子高次系機能解明のための分子科学―先端計測法の開拓による素過程的理解 |
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| 研究課題/領域番号 |
22018011
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
出羽 毅久 名古屋工業大学, 工学研究科, 准教授 (70335082)
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| 研究分担者 |
水野 稔久 名古屋工業大学, 工学研究科, 助教 (90345950)
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| キーワード | 光合成 / 膜タンパク質 / 脂質二分子膜 / 直接観察 / 組織化 / 原子間力顕微鏡 |
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| 研究概要 |
光合成膜中での初期過程をになう膜タンパク質複合体(アンテナ複合体(LH2)および反応中心-アンテナ複合体(LH1-RC))が形成する超分子集合系の形態と機能(エネルギー捕集・電荷分離)との相関を明らかにすることができれば、光エネルギーの利用ためのデバイス化に重要な知見を得ることができる。本研究では、LH2/LH1-RCが形成する超分子集合系の形態と光電流を同時に計測することにより、よりin situでの構造-機能相関に関する知見を得ることを目的とする。22年度では、直接観察可能なプラットフォーム(固定化平面脂質二分子膜)を作成し、そこにLH2およびLH1-RCを組織化、原子間力顕微鏡(AFM)および全反射蛍光顕微鏡(TIRFM)により直接観察し、そのエネルギー移動および光電流を観測した。(1)LH2およびLH1-RCを含む平面脂質二分子膜を基板上(あるいは透明電極上)に直接形成し、その集合状態をAFMにより分子解像度で観察することに成功し、さらにLH2/LH1-RCの集合状態を定量的に評価した。(2)作成した異なるLH2/LH1-RC集合系において、均一分散系よりも不均一な集合系においてより高いエネルギー移動が認められ、分子集合状態が機能に相関していることを示唆した。(3)輝線を除去し、平坦な光量特性をもつキセノン光源を作成し、透明電極上に組織化したLH1-RCに対して、光電流の作用スペクトルを得ることに成功した。さらに、光アンテナであるLH2を共存させることにより、光アンテナによる光電変換の量子収率の増加が認められた。
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