機能性色素の空間配置を規制した超分子光反応系の構築

功能染料空间排列调控的超分子光反应体系的构建

• 批准号: 09740479
• 负责人: 篠田 哲史
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Osaka City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09740479/
• 关键词: ポルフィリン; カロテノイド; エネルギー移動; 蛍光寿命; 光合成; 光調節; モデル分子; 空間配置

光合成色素たんぱく質におけるクロロフィルとカロテノイドの間のエネルギー移動反応,およびカロテノイドの光合成機能のメカニズムを解明するため,ポルフィリンおよびカロテノイドを含む機能モデルの構築を行った.キサンテン骨格を有する分子やケンプ酸のように三次元構造の明確なスペーサー分子を介してU夕ーン型に色素を配列させることにより,色素間の距離を実際のたんぱく質中と同程度に縮めることに成功し,分子内における効率よい光反応の実現に成功した.まず,NMR測定により溶液中におけるモデル化合物の空間配置を解析し,カロテノイド分子とポルフィリン環平面の折り重なり構造により,色素間の距離が溶液状態にも関わらずきわめて短いことを明らかにした.蛍光測定から光励起状態における色素間相互作用を検討したところ,カロテノイドによるポルフィリンの蛍光消光が顕著に起こり,かつスペーサー分子の違いによる色素間距離の増加に伴って急激に相互作用が減少することを明確にした.これまでに報告されているモデル分子系と異なり,カロテノイドによる集光反応がまったく見られないことから,カロテノイドの新しい機能モデルとして位置づけることができた.パルスレーザーを光源とする蛍光寿命測定や溶媒効果の検討により,消光反応がカロテノイドへの励起エネルギー移動によることを明らかにし,カロテノイドの光調節機能のメカニズムである可能性を実験的に証明した.本研究で開発した超分子モデル化合物は色素間の高速光反応の検出を容易にした点で優れており,カロテノイドの関与する光合成メカニズムの分子レベルでの解明に貢献するものである.

Photosynthetic pigment た ん ぱ く qualitative に お け る ク ロ ロ フ ィ ル と カ ロ テ ノ イ ド の between の エ ネ ル ギ ー mobile 応, お よ び カ ロ テ ノ イ ド の photosynthetic function の メ カ ニ ズ ム を interpret す る た め, ポ ル フ ィ リ ン お よ び カ ロ テ ノ イ ド を containing む function モ デ ル の line build を っ た. キ サ ン テ ン bone を have す る molecular や ケ ン プ acid の よ う に の clear three dimensional structure な ス ペ ー サ ー molecular を interface し て U evening ー ン type に pigment を match column さ せ る こ と に よ り, pigment を の distance between the event be の た ん ぱ く qualitative に と with degree of shrinkage め る こ と に し success, intramolecular に お け る sharper rate よ い light anti 応 の be presently に successful し た. ま ず, NMR measurement に よ り solution に お け る モ デ ル compounds の space configuration を parsing し, カ ロ テ ノ イ ド molecular と ポ ル フ ィ リ ン ring plane の fold り heavy な り tectonic に よ り, pigment が の distance between solution state に も masato わ ら ず き わ め て short い こ と を Ming ら か に し た. 蛍 light か ら light excitation state に お け る interaction between pigment を beg し 検 た と こ ろ, カ ロ テ ノ イ ド に よ る ポ ル フ ィ リ ン の 蛍 light extinction が 顕 since the に こ り, か つ ス ペ ー サ ー molecular の violations い に よ る の raised に requirement by the distance between pigment with っ て nasty shock に interaction が reduce す る こ と を clear に し た. こ れ ま で に report さ れ て い る モ デ ル molecular system と different な り, カ ロ テ ノ イ ド に よ る concentrated against 応 が ま っ た く see ら れ な い こ と か ら, カ ロ テ ノ イ ド の new し い function モ デ ル と し て position づ け る こ と が で き た. パ ル ス レ ー ザ ー を light と す る 蛍 light biometry や solvent unseen fruit の beg に 検 よ り, extinction anti 応 が カ ロ テ ノ イ ド へ の wound up エ ネ ル ギ ー move Dynamic に よ る こ と を Ming ら か に し, カ ロ テ ノ イ ド の light adjust enginery の メ カ ニ ズ ム で あ を る possibility be 験 に prove し た. This research で open 発 し た supramolecular モ デ ル compound は pigment の between high speed light 応 の 検 out を easy に し で た point れ て お り, カ ロ テ ノ イ ド の masato and す る photosynthetic メ カ ニ ズ ム の molecular レ ベ ル で の interpret に contribution す る も の で あ る.

项目成果

Satoshi Shinoda: "Energy and Electron Transfer Properties of Methyl Pheophorbide-a in Zinc Porphyrin-Pheophorbide Dyads" Tetra hedron. 53(40). 13657-13666 (1997)

Satoshi Shinoda：“锌卟啉-脱镁叶绿酸二元体中甲基脱镁叶绿酸-a 的能量和电子转移特性”四面体。

Satoshi Shinoda: "Carotenoid-pyropheophorbide dyads:Synthetic approaches to biological functions of carotenoids in photosynthesis systems" Recent Res.Devel.in Organic Chem.2. 429-439 (1998)

Satoshi Shinoda：“类胡萝卜素-焦脱镁叶绿酸二元组：光合作用系统中类胡萝卜素生物功能的合成方法”最近的 Res.Devel.in Organic Chem.2。

Satoshi Shinoda: "Highly Efficient Energy Pissipation by Carotenoid in Face-to-Face Porphyrin-Carotenoid Dyads" J.Org.Chem.

Satoshi Shinoda：“类胡萝卜素在面对面的卟啉-类胡萝卜素二元组中的高效能量分散”J.Org.Chem。