光合成超分子複合体における光エネルギー伝達ダイナミクスの理論的解明

光合超分子复合物中光能传递动力学的理论阐明

基本信息

  • 批准号:
    22K05022
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.66万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-04-01 至 2026-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

光合成系における最初のステップは、光捕集アンテナと呼ばれるタンパク質による光エネルギーの吸収および反応中心への伝達である。光捕集アンテナは、内部に含まれる色素の励起エネルギーの大きさと揺らぎを適切に制御することで、高効率なエネルギー移動を達成しているが、その詳細はよく分かっていない。本研究課題では、光捕集アンテナから反応中心への高効率な光エネルギー伝達機構を分子論的に明らかにすることを目的とする。本年度は、主に紅色細菌の光捕集アンテナLH2の電子励起状態を解析するための手法開発を行った。LH2はB800とB850と呼ばれる吸収エネルギーの異なる2つの色素リングを内包する。このうち、色素間の間隔が離れたB800については、これまで我々が開発してきた色素の励起エネルギーの大きさと揺らぎを効率的に解析可能な計算手法により、吸収スペクトルを適切に記述できることが明らかになった。一方、色素同士が隣接したB850では吸収スペクトルが再現できず、これまで考慮していた色素の局所励起状態に加えて、色素間の電荷移動状態を考慮する必要があることが明らかになった。そこで、電荷移動状態を取り込むためにハミルトニアンを拡張し、テスト計算を行ったところ良好な結果を得た。今後も引き続き手法開発を進める予定である。また、隣接した色素のポテンシャル関数を効率的に記述可能な計算手法の開発も進めた。隣接した色素の各原子間の距離に対して主成分分析で次元数を削減して誤差を回帰分析することで、小さなモデル系では良好な結果を得た。今後はクロロフィル色素のような大きな系に適用する予定である。
Photosynthesis is the initial process of light trapping, light absorption, and light emission. Light trapping, internal pigment excitation, high efficiency, high efficiency, This research topic is about the high efficiency of optical capture and detection mechanism in molecular theory This year, the main red bacteria phototrapping and electron excitation state analysis, and the development of methods LH2: B800, B850, B850, B800, B850, B800, B800, B850, B800, B800, B800 The space between pigments is separated from B800. A side of the pigment is adjacent to the B850. It is necessary to consider the excitation state of the pigment and the charge transfer state between the pigments. The charge transfer state is determined by the calculation of the charge transfer state. From now on, we'll start to develop our skills. A description of the possible development of the calculation method The distance between atoms of adjacent pigments is reduced by principal component analysis, and the error is reduced by regression analysis. In the future, the pigment will be applied to a predetermined period.

项目成果

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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
量子化学計算と分子動力学シミュレーションによる光捕集複合体の理論解析
使用量子化学计算和分子动力学模拟对光捕获复合物进行理论分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    酒井 祐輔;山本 典史;東 雅大;飯田 凌生,佐藤 啓文,東 雅大;Masahiro Higashi;東 雅大
  • 通讯作者:
    東 雅大
凝縮系の励起状態反応ダイナミクスの理論解析
凝聚态物质激发态反应动力学的理论分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Takao Otsuka;Makoto Taiji;David R. Bowler;Tsuyoshi Miyazaki;Masahiro Higashi;東 雅大
  • 通讯作者:
    東 雅大
凝縮系の化学反応ポテンシャル関数の開発と応用
凝聚态化学反应势函数的开发与应用
  • DOI:
    10.11436/mssj.24.32
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    酒井 祐輔;山本 典史;東 雅大
  • 通讯作者:
    東 雅大
紅色細菌の反応中心色素の励起状態の分子動力学シミュレーションによる解析
利用分子动力学模拟分析紫色细菌反应中心色素的激发态
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    酒井 祐輔;山本 典史;東 雅大;飯田 凌生,佐藤 啓文,東 雅大
  • 通讯作者:
    飯田 凌生,佐藤 啓文,東 雅大
Theoretical analysis of the excited states of donor-acceptor-linked molecules in condensed phases
凝聚相供体-受体连接分子激发态的理论分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    酒井 祐輔;山本 典史;東 雅大;飯田 凌生,佐藤 啓文,東 雅大;Masahiro Higashi
  • 通讯作者:
    Masahiro Higashi
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  • 通讯作者:
    Masahiro Higashi
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  • 通讯作者:
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    10.2477/jccj.2018-0006
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    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    根木 秀佳;吉田 紀生;廣田 俊;東 雅大
  • 通讯作者:
    東 雅大
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    Yoshiki Toma;Masataka Kunigami;K-jiro Watanabe;Masahiro Higashi;Satoru Arimitsu;東雅大;仲 啓志,東 雅大,佐藤 啓文;比嘉未香子,東雅大;Masahiro Higashi;東 雅大
  • 通讯作者:
    東 雅大

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    2013
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    $ 2.66万
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