光合成初期過程の動態解明に向けたカロテノイドの時間分解顕微ラマン分光測定

类胡萝卜素的时间分辨显微拉曼光谱阐明光合作用初始过程的动力学

• 批准号: 13J04691
• 负责人: 浦上 千藍紗
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Osaka City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J04691/
• 关键词: 光合成; 時間分解分光; 顕微分光; カロテノイド; 光合成細菌; 人工光合成; ラマン分光学; 人工光合

本研究では光合成初期過程におけるカロテノイドの振電相互作用と緩和過程のダイナミクスを解明することを目的としている。植物が独自に発達させた光捕集アンテナ系に含まれるカロテノイドは太陽光エネルギーを余すことなく享受するための色調を与える主要因となっている。このカロテノイドのダイナミクスを解明すれば光合成において非常に高効率でエネルギー伝達を行う植物の光捕集から光反応中心への伝達の仕組みを明らかにすることができる。その方法としては時間分解顕微ラマン分光測定を用いる。この研究を実施するために既に使用していた共焦点顕微ラマン分光測定装置を改良して時間分解ラマン分光測定ができるようにする。本研究では、異なる細菌から単離してきた光捕集アンテナを再構成し、人工的に制御された光合成膜を測定する。再構成した光合成膜はバッファー中、およびポリマー中に固定したものを、共焦点顕微鏡を用いて分光測定し、平均と局所的なデータの二種類を得る。光合成細菌の光合成膜の検出を顕微で行うことによって膜内におけるカロテノイドの位置(構造)と機能の関係を、振動分光学を用いて明らかにする。膜内のカロテノイドがどのような構造をしているのかに関する知見を得ることができれば、光合成においてどのような構造をしていることが高効率なエネルギー移動をすることに重要なのかということがわかり、人工光合成の実現に貢献することができる。またこの測定と同時にカロテノイドの吸収スペクトルのシミュレーションを行った。このシミュレーションはラマンスペクトルのデータを用いて行うので、構造の情報をもとに電子構造をシミュレーションしている。吸収スペクトルのシミュレーションから求まった物理量を複数のカロテノイドについて比較することによってカロテノイドの構造において周辺環境と相互作用を受けやすいのはどの部分なのか、ということを定量的に検討することができる。

The purpose of this study is to understand the vibro-electric interaction and the relaxation process of the photon during the initial process of photosynthesis. The main reason why plants develop light trapping systems is that they are not only able to absorb sunlight, but also able to absorb sunlight. The light trapping center of the plant is located in the center of the plant. The light trapping center is located in the center of the plant. The method is time-resolved and spectrometric. This study was carried out using a confocal spectrometer. In this study, we determined the recombination of phototrapping agents and artificial photosynthetic agents. The composition of the optical composite film is determined by spectrophotometry and averaging. Photosynthetic bacteria photosynthetic membrane production micro-behavior, membrane, membrane. The structure of the film is very important, and the artificial synthesis is very important. The measurement and synchronization of the system are discussed in detail. The information structure of the electronic structure The structure of the absorption system and the interaction between the environment and the environment are discussed quantitatively.

项目成果

Simulating the Absorption Spectra of Carotenoids Based on the Stochastic Theory

基于随机理论的类胡萝卜素吸收光谱模拟

• 发表时间: 2015
• 作者: Chiasa Uragami;Hideki Hashimoto
• 通讯作者: Hideki Hashimoto

異なる光条件の下で培養した深所型緑藻モツレミル糸状体のラマン分光測定による色素組成の解析

不同光照条件下培养的深绿藻Motsulemir丝的色素成分拉曼光谱分析

• 发表时间: 2014
• 作者: 浦上千藍紗;Dennis Galzerano;Andrew Gall;重松佑典;Maiwen Meisterhans;岡 直宏;伊波匡彦;藤井律子;Bruno Robert;橋本秀樹
• 通讯作者: 橋本秀樹

Theoretical Calculation of Absorption Spectrum of Carotenoid

类胡萝卜素吸收光谱的理论计算

• 发表时间: 2014
• 作者: Chiasa Uragami;Hideki Hashimoto
• 通讯作者: Hideki Hashimoto

The Raman Spectroscopic Study on Siphonous Green Alga, Codium intricatum, Cultivated at Two Different Kinds of Light Condition

两种不同光照条件下虹吸绿藻Codium intricatum的拉曼光谱研究

• 发表时间: 2014
• 作者: Chiasa Uragami;Denise Galzerano;Andrew Gall;Yusuke Shigematsu;Maiwen Meisterhans;Naohiro Oka;Masahiko Iha;Ritsuko Fujii;Bruno Robert;and Hideki Hashimoto
• 通讯作者: and Hideki Hashimoto

Light-dependent conformational change of neoxanthin in a siphonous green alga, Codium intricatum, revealed by Raman spectroscopy

• DOI: 10.1007/s11120-014-0011-y
• 发表时间: 2014-05
• 期刊: Photosynthesis Research
• 影响因子: 3.7
• 作者: Chiasa Uragami;Denise Galzerano;A. Gall;Yusuke Shigematsu;Maïwen Meisterhans;N. Oka;M. Iha;R. Fujii;B. Robert;H. Hashimoto