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。

在植物、光合细菌等的光合膜中，天线（LH）系统、光化学反应中心（RC）以及后续的电子传递链将光能高效地转化为化学能。这种转化主要发生在光合膜中由各种蛋白质/色素复合物组成的超分子复合物中。然而，该配合物的结构与动态功能之间的关系在分子水平上尚不清楚。此前，我们使用从紫色光合细菌 R. rubrum 和 R. sphaeroides 或其模型蛋白中分离和纯化的 LH1 天线系统蛋白（α 和 β 形式）重建了细菌叶绿素色素 (BChla) 复合物，并研究了其之间的关系。结构和功能。因此，继去年之后，本研究旨在在光合膜中人工组织出具有高效光能转换功能的蛋白质/细菌叶绿素色素复合物，并通过响应复合物的动态结构变化来达到高效的目的。评价光电转换能力。在这里，我们在用各种链烯硫醇修饰的金电极上进行了光合细菌膜中表达的 LH1-RC、合成的疏水蛋白和各种叶绿素衍生物之间的复合物形成。然后我们研究了蛋白质方向和距离对该复合物的形成和功能的影响。此外，将天线（LH2）及其核心复合物（LH1-RC）组装在用脂质双层膜化学修饰的ITO电极上，并使用全内反射荧光显微镜观察它们的动态行为。结果发现，可以在 ITO 电极上稳定地产生类似于天然天线染料复合物的自组装单层。接下来，我们从电极响应研究了LH1-RC复合物的光电转换能力，结果发现，光电转换能力取决于光的波长，并且很大程度上取决于天线染料的取向和结构复杂的。 。

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

Efficient Peroxide Decoloration of C.I. Acid Orange 7 Catalyzed by Manganese Mesoporphyrin Dimer Derivatives in Micellar Solutions

C.I. 的高效过氧化物脱色

• 发表时间: 2005
• 期刊: Chem.Lett. 34
• 作者: M.Kondo;N.Kawashima;T.Mitsui;S.Ito;S.Ishigure;T.Hashimoto;R.Umemura;T.Dewa;K.Yamashita;H.Mino;S.Ito;M.Nango
• 通讯作者: M.Nango

アンテナ系タンパク質/色素複合体の脂質二分子膜中での自己組織化形成能

脂质双层膜中天线蛋白/色素复合物的自组装能力

• 发表时间: 2005
• 期刊: 高分子加工 54
• 作者: 永田衞男;南後 守
• 通讯作者: 南後 守

「有機薄膜太陽電池の最新技術」第1章7

《有机薄膜太阳能电池最新技术》第1章7

• 发表时间: 2005
• 作者: 永田衞男;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