Novel Energy Transfer Pathways and Their Ultrafast Dynamics of Biohybrid Light-harvesting Complexes

生物混合光捕获复合物的新型能量转移途径及其超快动力学

• 批准号: 21H01985
• 负责人: 出羽 毅久
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01985/
• 关键词: 光合成; 光収穫系複合体; 超高速エネルギー移動; バイオハイブリッド; バイオハイブリッド光収穫系; 光収穫系; LH2

紅色光合成細菌由来の光収穫系複合体(LH2)に蛍光色素を付加した諸種のバイオハイブリッドLH2を作成した。分子生物学的手法により蛍光色素の結合位置となるシステインをLH2αポリペプチドに導入した変異体を6種類作成した。(1) LH2リング内部でB850バクテリオクロロフィル近接する位置に結合位置を導入したもの（２種類）、(2)B850のリング上部から近接する位置（３種類）、(3) B800バクテリオクロロフィルに近接する位置（１種類）。(1)については前年度にエネルギー移動速度を計測し、サブpsから3 psでのエネルギー移動が起こっていることが確かめられた。今年度は(2)のうち１種類についてエネルギー移動速度を計測したところ、ドナーアクセプター間の距離が(1)に比べて長いにも関わらず、(1)と同程度のエネルギー移動速度を示した。このことから、ドナーとなる蛍光色素の位置が少し変化しても、蛍光色素とB850間の強い結合が保たれることにより、サブpsのエネルギー移動を達成することが可能となると考えられた。(3)については蛍光色素ーB800ーB850の連続的なエネルギー移動経路によるダイナミクスを観測することを目的とした。実際計測したところ、蛍光色素からB800へのエネルギー移動は約300fsで起こっており、その後B850へは1-7psでエネルギー移動していた。現在詳細なキネティクスモデルにより詳細な機構を調べている。

Red light photosynthetic bacteria origin の 収 won is a complex (LH2) に 蛍 photopigment を plus し た manifestations of の バ イ オ ハ イ ブ リ ッ ド LH2 を made し た. Molecular biology technique に よ り 蛍 photopigment の combining position と な る シ ス テ イ ン を LH2 alpha ポ リ ペ プ チ ド に import し た - variant を 6 kinds made し た. (1) LH2 リ ン グ internal で B850 バ ク テ リ オ ク ロ ロ フ ィ ル nearly meet す る に combined with location を import し た も の type (2), (2) B850 の リ ン グ upper か ら nearly meet す る position type (3), (3) B800 バ ク テ リ オ ク ロ ロ フ ィ ル に nearly meet す る position (1 species). (1) に つ い て は before annual に エ ネ ル ギ ー movement speed を measuring し, サ ブ ps か ら 3 ps で の エ ネ ル ギ ー mobile が こ っ て い る こ と が か indeed め ら れ た. Our は "(2) の う ち 1 species に つ い て エ ネ ル ギ ー movement speed を measuring し た と こ ろ, ド ナ ー ア ク セ プ タ ー が の distance between (1) に than べ て long い に も masato わ ら ず, degree of (1) と の エ ネ ル ギ ー movement speed を shown し た. こ の こ と か ら, ド ナ ー と な る 蛍 photopigment の position が し less variations change し て も, 蛍 photopigment と B850 の between strong い combining が bao た れ る こ と に よ り, サ ブ ps の エ ネ ル ギ ー mobile を reached す る こ と が may と な る と exam え ら れ た. (3) に つ い て は 蛍 photopigment ー B800 ー B850 の even 続 な エ ネ ル ギ ー mobile 経 road に よ る ダ イ ナ ミ ク ス を 観 measuring す る こ と を purpose と し た. The event be measuring し た と こ ろ, 蛍 photopigment か ら B800 へ の エ ネ ル ギ ー mobile は about 300 fs で こ っ て お り, そ の after B850 へ は 1-7 ps で エ ネ ル ギ ー mobile し て い た. Now the details are なキネティ, スモデ, スモデ, によ, る, な, を, べて, る, る.

项目成果

Ultrafast Excitation Energy Transfer of Biohybrid Light-Harvesting Complex 2 (LH2)

生物混合光捕获复合物 2 (LH2) 的超快激发能量转移

• 发表时间: 2022
• 作者: Masato Koezuka;Fuko Kueda;Fumio Hayashi;Kenichi Morigaki;Takehisa Dewa
• 通讯作者: Takehisa Dewa

Enhanced Light Harvesting and Photocurrent Generation Activities of Purple Bacterial LH Complexes

紫色细菌 LH 复合物增强的光捕获和光电流产生活性

• 发表时间: 2022
• 作者: Masato Koezuka;Fuko Kueda;Fumio Hayashi;Kenichi Morigaki;Takehisa Dewa;Takehisa Dewa;Takehisa Dewa
• 通讯作者: Takehisa Dewa

Energy transfer dynamics and the mechanism of biohybrid photosynthetic antenna complexes chemically linked with artificial chromophores

与人工发色团化学连接的生物杂化光合天线复合物的能量传递动力学和机制

• DOI: 10.1039/d2cp02465a
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Chemistry Chemical Physics
• 影响因子: 3.3
• 作者: Yoneda Yusuke;Noji Tomoyasu;Mizutani Naoto;Kato Daiji;Kondo Masaharu;Miyasaka Hiroshi;Nagasawa Yutaka;Dewa Takehisa
• 通讯作者: Dewa Takehisa

バイオハイブリッド光収穫系複合体LH2の励起エネルギー移動

生物混合光捕获系统复合体 LH2 的激发能量转移

• 发表时间: 2022
• 作者: Hata Yuuki;Hiruma Sumiyo;Sakurai Yuta;Sugiura Kai;Miyazaki Hiromi;Serizawa Takeshi;Nakamura Shingo;三好沙也加・井改知幸・八島栄次;Jiro Kumaki;出羽毅久・鬼頭征也・山本哲也・米田勇祐・近藤政晴・宮坂博・長澤裕
• 通讯作者: 出羽毅久・鬼頭征也・山本哲也・米田勇祐・近藤政晴・宮坂博・長澤裕

糖ガラス中の色素Auramine Oが示すred-edge効果

糖玻璃中染料 Auramine O 的红边效应

• 发表时间: 2022
• 作者: 豊 淳史;田中 丈朝;石川 宙;長澤 裕
• 通讯作者: 長澤 裕