電極・界面上への光合成エネルギー変換モデル構築.ポルフィリンアミノ酸含有ペプチド

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本研究は、シアノバクテリアの反応中心を参考にして、最終的に水の可視光分解を実現すること目指しており、その第一段階として、ポルフィリンを用いたシアノバクテリア型アンテナクロロフィルモデルの構築を目指した。シアノバクテリアのアンテナクロロフィルは、隣接クロロフィル同士が6〜26Å離れて様々に配向・集合している)。そのモデル化のため短いリンカー部を有するポルフィリンアミノ酸のオリゴマー(二、四、八量体)の合成を行った。オリゴマー中のポルフィリンの配向は、励起子バンドの形成と分光挙動に大きな影響を与えるため、スペクトルデータからオリゴマー中のポルフィリン配向をシミュレートすることが可能である。我々はこのための解析プログラムを開発した。また、オリゴマーの蛍光収率を2座配位子により制御し、蛍光を著しく増大させる条件を明らかにした。上記プログラムを用いた配向解析の結果、我々のオリゴマーはアンテナクロロフィルとよく似た形態を持ち、エチレンジアミンの添加にポルフィリン同士の会合はface-to-face型からhead-to-tail型に変化する。この構造変化に伴うエネルギーダイヤグラムの変化と、隣接ポルフィリン間におけるエネルギー移動の速度を計算した結果、B-band部を通してのエネルギー移動速度はアンテナクロロフィルに匹敵するが、Q-band部分は、それ程の効率にはならない。