光電変換機能をもつタンパク質/色素複合体の組織化と電極上での機能解析

具有光电转换功能的蛋白质/染料复合物的组织及电极功能分析

• 批准号: 17029032
• 负责人: 南後 守
• 金额: $ 3.07万
• 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 on Priority Areas
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17029032/
• 关键词: 光合成; アンテナ色素複合体; 自己組織化; 脂質二分子膜; 電極基板上; 光電変換

植物、光合成細菌などの光合成膜ではアンテナ(LH)系、光化学反応中心(RC)およびそれに続く電子伝達系が、光エネルギーから化学エネルギーへの効率の良い変換を行っている。この変換は、主として光合成膜中での諸種のタンパク質/色素複合体からなる超分子複合体で行われている。しかしながら、その複合体の構造と動的機能の関係は、分子レベルでまだ明らかではない。先に我々は、紅色光合成細菌R.rubrumおよびR.sphaeroidesから単離精製したLH1アンテナ系タンパク質(α-およびβ-体)あるいはそのモデルタンパク質を用いてバクテリオクロロフィル色素(BChla)複合体の再構成を行い、その構造と機能の関係について検討を行った。そこで、本研究は、昨年に引続き光合成膜での効率の良い光エネルギー変換機能をもつタンパク質/バクテリオクロロフィル色素複合体を人工的に組織化し、その複合体の動的な構造変化と対応した高効率な光電変換能について評価することを目的とした。ここでは、光合成細菌膜で発現させたLH1-RCおよび合成した疎水性タンパク質と諸種のクロロフィル誘導体との複合体形成を諸種のアルケンチオールで修飾した金電極上で行った。そしてこの複合体の形成と機能におよぼすタンパク質の配向と距離の影響について検討した。また、アンテナ(LH2)ならびにそのコア複合体(LH1-RC)を脂質二分子膜で化学修飾したITO電極上で組織化し、その動的挙動を全反射蛍光顕微鏡により観察した。その結果、天然と類似したアンテナ色素複合体の自己組織化単分子膜をITO電極上で安定に作成できることがわかった。つぎに、LH1-RC複合体の光電変換能について電極応答から検討を行った結果、その光電変換能は光波長に依存し、アンテナ色素複合体の配向と構造に大きく依存することが認められた。

Plant, Photosynthetic bacteria, Photosynthetic membrane, Photochemical reaction center (RC), Photosynthetic electron transfer system, Photosynthetic bacteria, Photosynthetic film, Photosynthetic bacteria, Photosynthetic film, Photosynthetic bacteria, Photosynthetic film, Photosynthetic bacteria, Photosynthetic film, Photosynthetic bacteria, Photosynthetic bacteria, Photosynthetic film, Photosynthetic bacteria, Photosynthetic bacteria, Photosynthetic film, Photosynthetic bacteria, Photosynthetic In this way, the main body of the photosynthetic membrane can be divided into various kinds of protein/pigment complexes, supramolecular complexes, etc. The structure and function of the complex are related to the molecular structure. First of all, the red photosynthetic bacteria R.rubrum and R.sphaeroides were isolated and refined. The structure and function of LH1-type pigment (α-or β-body) complex were discussed. In this study, we introduced the artificial organization of the pigment complex and the structural transformation of the complex, which was aimed at improving the efficiency of the photoelectric conversion of the photosynthetic film. Photosynthetic bacterial membrane was developed by LH1-RC synthesis and complex formation on gold electrode. The formation and function of the complex are discussed in detail. The LH1-RC lipid bilayer film was chemically modified, the ITO electrode was organized, and the kinetic motion was observed by total reflection microscopy. As a result, the pigment complex is self-organized and stable on ITO electrodes. The photoelectric conversion energy of LH1-RC complex depends on the wavelength of light and the alignment structure of pigment complex.

项目成果

Efficient Peroxide Decoloration of Azo Dye Catalyzed by Amphipathic Polymer-linked Manganese Chlorin Derivatives

两亲性聚合物连接的二氢锰衍生物催化偶氮染料的高效过氧化物脱色

• 期刊: Journal of Colloid and Interface Science (in press)
• 作者: Masaharu Kondo;Tatsuro Mitsui;Shingo Ito;Syuichi Ishigure;Yuji Kondo;Takehisa Dewa;Keiji Yamashita;Junko Nakamura;Ritsuko Oura;Mamoru Nango
• 通讯作者: Mamoru Nango

Self-Assenmbled Monolayer of Light-harvesting Core Complexes of Photosynthetic Bacteria on an Amino-Terminated ITO Electrode

氨基端 ITO 电极上光合细菌集光核心复合物的自组装单层

• 发表时间: 2006
• 期刊: Photosynthesis Res. 90
• 作者: Y.Suemori;M.Nagata;Y.Nakamura;K.Nakagawa;A.Okuda;J.Inagaki;K.Shinohara;M.Ogawa;K.Iida;T.Dewa;K.Yamashita;A.Gardiner;R.J.Cogdell;M.Nango
• 通讯作者: M.Nango

Construction and Photocurrent of Light-harvesting Core Complexes of Photosynthetic Bacteria in Lipid Bilayers

脂质双层光合细菌集光核心复合物的构建和光电流

• 发表时间: 2005
• 期刊: Trans.MRS-J 30
• 作者: M.Nagata;Y.Nakamura;E.Nishimura;K.Nakagawa;Y.Suemori;K.Iida;M.Nango
• 通讯作者: M.Nango

"ファイバー"スーパーバイオミメティックス-近未来創造テクノロジー第3編第3章第2節

《纤维》超级仿生-近未来创意科技第三卷第三章第二节

• 发表时间: 2006
• 作者: 永田衛男;南後守
• 通讯作者: 南後守

Selective Organization of an α-Helical Hydrophobic Polypeptide/Pigment Complex in a Lipid Domain of Binary Lipid Bilayers

二元脂质双层脂质结构域中α-螺旋疏水性多肽/色素复合物的选择性组织

• 发表时间: 2005
• 期刊: e-J.Surf.Sci.Nanotech. 3
• 作者: T.Dewa;K.Yoshida;M.Sugimoto;M.Nango
• 通讯作者: M.Nango