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2023 年度 実績報告書

フェムト秒顕微過渡吸収測定法によるたんぱく質微結晶の非破壊計測とその機構解明

公募研究

研究領域高速分子動画法によるタンパク質非平衡状態構造解析と分子制御への応用
研究課題/領域番号 22H04755
研究機関徳島大学

研究代表者

片山 哲郎  徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 助教 (80592360)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
キーワード過渡吸収顕微鏡 / 励起エネルギー移動 / 反応ダイナミクス
研究実績の概要

多くの生体分子系は同種の色素をタンパク質内に含む。高速分光を用いた場合、同種分子間のエネルギーや電子伝達にはスペクトルでは判別がつかず、その反応経路の因子を明らかにすることはできない。そこで本研究は、三次元に分子を配列した生体分子内の、同種分子を含む励起状態、電荷分離状態の局所的な選択的観測を可能とする方法論を開発し、生体たんぱく質反応において未解明な部分を明らかにすることを目的とした。
結晶試料の吸光度の偏光依存性を示す描画手法に極座標プロットがある。この極座標プロットにより、三次元的に高度に配置された分子の局所的な吸収成分を、特性吸収波長と遷移モーメントの違いから議論することが出来る。結晶において複数のエネルギーの電子遷移が、複数のモーメントで存在する場合、偏光軸毎に吸収の異方性が変わる。この異方性値はそのダイナミクスとともに定量的に計測、解析することができる。したがって、信号の異方性値を解析することにより、電子移動反応、エネルギー移動反応を理解することができる。本研究では二年間でこの吸収の異方性解消を観測する、時間分解異方性解消実験手法を過渡吸収分光法に取り入れ、過渡吸光度の異方性の時間変化をスペクトルで計測し、その波長依存性を明らかにすることで、三次元構造を有するタンパク質内の局所的な分子を選択的に時間分解観測する装置を開発し、光合成エネルギー伝達系タンパク質結晶に応用した。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (30件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 4件、 査読あり 9件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 10件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Fabrication of MoO3/rGO/Au composite for increased photocatalytic degradation of methylene blue2024

    • 著者名/発表者名
      Sawate Akash、Paul Niloy、Sathe Bhaskar、Katayama Tetsuro、Furube Akihiro、Koinkar Panakaj
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics B

      巻: 38 ページ: 2440010~2440010

    • DOI

      10.1142/S0217979224400101

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ternary composite WS2/GO/Au synthesized from laser ablation and hydrothermal method for photo- and electro-chemical degradation of methylene blue dye2024

    • 著者名/発表者名
      Shinde Vinayak、Tanwade Pratiksha、Katayama Tetsuro、Furube Akihiro、Sathe Bhaskar、Koinkar Pankaj
    • 雑誌名

      Surfaces and Interfaces

      巻: 46 ページ: 104067~104067

    • DOI

      10.1016/j.surfin.2024.104067

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of silver nanocubes created by pulsed laser ablation in liquid2024

    • 著者名/発表者名
      Paul Niloy、Sawate Akash、Sugano Satoshi、Katayama Tetsuro、Oishi Masatsugu、Furube Akihiro、Koinkar Pankaj
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics B

      巻: 38 ページ: 2440014~2440014

    • DOI

      10.1142/S0217979224400149

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocatalytic studies of tin oxide nanostructures produced by different methods2023

    • 著者名/発表者名
      Koinkar Pankaj、Nakayama Daichi、Katayama Tetsuro、Shinde Vinayak、Maeda Yasuyuki、Furube Akihiro、Motora Gebeyehu Kebena、Wu Chang-Mou
    • 雑誌名

      Modern Physics Letters B

      巻: 37 ページ: 2340003~2340003

    • DOI

      10.1142/S0217984923400031

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Tungsten suboxide (WO3) petal-like nanosheets created by laser ablation method2023

    • 著者名/発表者名
      Shinde Vinayak B.、Maeda Yasuyuki、Katayama Tetsuro、Furube Akihiro、Yano Takaaki、Koinkar Pankaj
    • 雑誌名

      Modern Physics Letters B

      巻: 37 ページ: 2340005~2340005

    • DOI

      10.1142/S0217984923400055

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intramolecular Singlet Fission in Pentacene Oligomers via an Intermediate State2023

    • 著者名/発表者名
      Jung Sunna、Wang Li、Sugiyama Haruki、Uekusa Hidehiro、Katayama Tetsuro、Kamada Kenji、Hamura Toshiyuki、Tamai Naoto
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 127 ページ: 4554~4561

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.3c00516

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of energy transfer dynamics in a phycocyanin protein crystal by utilizing femtosecond transient absorption microscopy2023

    • 著者名/発表者名
      Katayama Tetsuro、Ueda Shuto、Fujita Yuma、Akagi Yuichiro、Koinkar Pankaj、Umena Yasufumi、Furube Akihiro
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 62 ページ: SG1045~SG1045

    • DOI

      10.35848/1347-4065/acc3a9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of carrier dynamics in MoS2 thin layer by femtosecond transient absorption microscopy2023

    • 著者名/発表者名
      Katayama Tetsuro、Yamamoto Akira、Fujita Yuma、Akagi Yuichiro、Koinkar Pankaj、Furube Akihiro
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 62 ページ: SG1029~SG1029

    • DOI

      10.35848/1347-4065/acbd57

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of electronic spectra modulation in a CH3NH3PbB3 crystal by utilizing transient absorption microscopy2023

    • 著者名/発表者名
      Katayama Tetsuro、Fujita Yuma、Akagi Yuichiro、Wang Kangpeng、Dahan Raphael、Fishman Tal、Kaminer Ido、Koinkar Pankaj、Furube Akihiro
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 62 ページ: SG1030~SG1030

    • DOI

      10.35848/1347-4065/acbc29

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Demonstration of All-Optical Ultrafast Switching, Using High-Quality Graphene2023

    • 著者名/発表者名
      Kusaka Tomoki, Akihiro Furube, Tetsuro Katayama, Hiroki Kishikawa, Yasuhide Ohno, Masao Nagase and Junichi Fujikata
    • 学会等名
      pLED international symposium 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of Franz-Keldysh Modulation in a Lead Halide Perovskite Crystal by Femtosecond Transient Absorption Microscopy2023

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro Katayama
    • 学会等名
      pLED International symposium 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of Franz-Keldysh Modulation in a CH3NH3PbBr3 Crystal as Revealed by Femtosecond Transient Absorption Microscopy2023

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro Katayama
    • 学会等名
      Carbon Chemistry Materials 2023・Paris
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Silicon Carbide Nanoparticle Fabrication by Laser Ablation in Liquid and Carrier Dynamics Evaluation by Transient Absorption Spectroscopy2023

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Yuyama, Pankaj Koinkar, Tetsuro Katayama, Akihiro Furube
    • 学会等名
      ICP2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Carrier dynamics in a quasi-two-dimensional perovskite crystal by utilizing femtosecond transient absorption microscopy2023

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Ikura, Akira Yamamoto, Testuro Katayama, Akihiro Furube
    • 学会等名
      ICP2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Unraveling the energy transfer dynamics in a single crystal of phycocyanin protein using femtosecond transient absorption microscopy,2023

    • 著者名/発表者名
      Shuto Ueda, Akira Yamamoto, Tetsuro Katayama, Yasufumi Umena, Akihiro Furube
    • 学会等名
      ICP2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Size reduction of Y2Ti2O5S2 photocatalyst particles by laser ablation and evaluation of their carrier dynamics2023

    • 著者名/発表者名
      Renna Hosaki, Yasuyuki Maeda, Tetsuro Katayama, Pankaj Koinkar, Akihiro Furube, Lihua Lin, Takashi Hisatomi, Kazunari Domen
    • 学会等名
      ICP2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of SnO2-rGO composites by laser ablation method and evaluation of their photocatalytic performance2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Maeda, Tetsuro Katayama, Pankaj Koinkar, Akihiro Furube
    • 学会等名
      ICP2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of Franz-Keldysh modulation in a CH3NH3PbBr3 crystal by femtosecond transient absorption microscopy2023

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro Katayama, Yuichi Ikura, Yuma Fujita, Akihiro Furube
    • 学会等名
      ICP2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Femtosecond Dynamics of Charge Transfer between Plasmonic Metal and Semiconductor Nanostructures2023

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Furube, Yuto Tsurusaki, Kei Saika, Masaki Murase, Pankaj Koinkar, Tetsuro Katayama
    • 学会等名
      ICP2023
    • 国際学会
  • [学会発表] フェムト秒顕微過渡吸収分光法を用いた擬二次元ペロブスカイト微結晶系のエネルギー移動反応ダイナミクス観測2023

    • 著者名/発表者名
      片山 哲郎,以倉 優一,古部 昭広
    • 学会等名
      分子科学討論会2023
  • [学会発表] Crystallization-Induced Emission from Cyclobutanes Prepared by Solid-State Photodimerization of Tetraaryl[3] cumulenes2023

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Ito, Rikuto Yoshikawa, Keita Hoshi, Tetsuro Katayama, Akihiro Furube, Yukihiro Arakawa, Keiji Minagawa, Fumitoshi Yagishita
    • 学会等名
      光化学討論会2023
  • [学会発表] Observation of carrier diffusion dynamics in WSe2 mono-bilayer by femtosecond transient absorption microscopy2023

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro Katayama, Akira Yamamoto, Naohiko Endo, Yasumitsu Miyata, Akihiro Furube
    • 学会等名
      光化学討論会2023
  • [学会発表] Carrier Dynamics of quasi-2D CsPbBr3 Microcrystals Investigated by Femtosecond Microscopic Transient Absorption Spectroscopy2023

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Ikura, Akira Yamamoto, Testuro Katayama, Akihiro Furube
    • 学会等名
      光化学討論会2023
  • [学会発表] Excitation energy transfer reaction mechanism in a single crystal of light-harvesting complex phycocyanin protein using femtosecond transient absorption microscopy2023

    • 著者名/発表者名
      Shuto Ueda, Akira Yamamoto, Tetsuro Katayama, Yasufumi Umena, Furube Akihiro
    • 学会等名
      光化学討論会2023
  • [学会発表] Enhancement of Visible Light Response of TiO2 Photocatalyst by 3D-Deposited Ag Nanowires and Its Charge Separation Mechanism2023

    • 著者名/発表者名
      Masaki Murase, Tetsuro Katayama, Akihiro Furube
    • 学会等名
      光化学討論会2023
  • [学会発表] Ultrafast Spectroscopy of WS2 Au Nanohybrid System Fabricated by Pulsed Laser Ablation in Liquid2023

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Furube, Kohei Sasaki, Tatsuki Kokufu, Tetsuro Katayama, Pankaj Koinkar
    • 学会等名
      光化学討論会2023
  • [学会発表] フェムト秒過渡吸収顕微鏡を用いたフィコシアニンたんぱく質結晶内におけるエネルギー移動反応観測2023

    • 著者名/発表者名
      片山 哲郎、上田 柊斗、梅名 泰史、古部 昭広
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会
  • [学会発表] ナフチルメチルアミンを用いた擬二次元型ハロゲン化鉛ペロブスカイト結晶におけるキャリアダイナミクス観測2023

    • 著者名/発表者名
      藤井 達也、以倉 優一、片山 哲郎、古部 昭広
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会
  • [学会発表] フェムト秒過渡吸収顕微鏡を用いた単層MoSe2におけるキャリアダイナミクスの基板依存性2023

    • 著者名/発表者名
      山之内 捷、山本 輝、遠藤 尚彦、渡邊 賢司、谷口 尚、宮田 耕充、片山 哲郎、古部 昭広
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会
  • [図書] 光学:時間、空間、波長をめぐる計測技術の変遷2024

    • 著者名/発表者名
      片山哲郎
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      日本光学会

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公開日: 2024-12-25  

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