An Approach from Organic Synthesis Toward Elucidating the Mechanism of Super Energy Transfer Efficiencies of Carotenoids in Photosynthesis

从有机合成角度阐明类胡萝卜素在光合作用中超能量转移效率的机制

基本信息

批准号：
22550160
负责人：
KATSUMURA Shigeo
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Kwansei Gakuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

Peridinin and fucoxanthin are known as representative auxiliary light harvesting pigments for photosynthesis in the sea. In the super complexes constructed with these carotenoids, chlorophyll and protein, respectively, exceptionally high (>85%) energy transfer efficiencies from the carotenoids to chlorophyll have been reported. This high efficiency is thought to be related to the unique structure of the carotenoids, which possesse allene and carbonyl functions. There are, however, no studies on the relation between the structural features of these carotenoids and their super ability of the energy transfer. We then focused on the subjects of how these functions play a role in the exceptionally highly energy transfer. We have achieved the efficient syntheses of these natural carotenoids and their modified derivatives on allene and conjugated polyene. Measurements of their ultrafast time resolved spectra and Stark spectra have strongly suggested that the structural feature of the both carotenoids has essentially contributed to their super ability of the energy transfer.

围甲素和岩藻黄质被认为是海洋中光合作用的代表性辅助光捕获色素。据报道，在分别用这些类胡萝卜素、叶绿素和蛋白质构建的超级复合物中，从类胡萝卜素到叶绿素的能量转移效率极高（>85%）。这种高效率被认为与类胡萝卜素的独特结构有关，类胡萝卜素具有丙二烯和羰基功能。然而，目前还没有关于这些类胡萝卜素的结构特征与其超强能量转移能力之间关系的研究。然后我们重点关注这些功能如何在异常高的能量转移中发挥作用的主题。我们已经实现了这些天然类胡萝卜素及其丙二烯和共轭多烯修饰衍生物的高效合成。对它们的超快时间分辨光谱和斯塔克光谱的测量强烈表明，这两种类胡萝卜素的结构特征本质上促成了它们的超强能量转移能力。

项目成果

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Stark Absorption Spectroscopy of Peridinin and Allene-Modified Analogues.

Peridinin 和联烯修饰类似物的 Stark 吸收光谱。

DOI：
10.1016/j.chemphys.2010.01.018
发表时间：
2006
期刊：
Chemical physics
影响因子：
2.3
作者：
Kusumoto,Toshiyuki;Horibe,Tomoko;Kajikawa,Takayuki;Hasegawa,Shinji;Iwashita,Takashi;Cogdell,RichardJ;Birge,RobertR;Frank,HarryA;Katsumura,Shigeo;Hashimoto,Hideki
通讯作者：
Hashimoto,Hideki

N- and O-methylation of sphingomyelin markedly affects its membrane properties and interactions with cholesterol

DOI：
10.1016/j.bbamem.2011.01.009
发表时间：
2011-04-01
期刊：
BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOMEMBRANES
影响因子：
3.4
作者：
Bjorkbom, Anders;Rog, Tomasz;Slotte, J. Peter
通讯作者：
Slotte, J. Peter

有機合成が先導する海洋光合成を担う多官能性カロテノイドの機能解明

以有机合成为主导，阐明负责海洋光合作用的多官能类胡萝卜素的功能

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ken-ichi Sakai;Kazuyuki Takai;Ken-ichi Fukui;Takeshi Nakanishi;Toshiaki Enoki;Kajikawa T.;Kajikawa T.;酒井謙一;Kaligotla S.;Ken-ichi Sakai;Ken-ichi Sakai;梶川敬之;梶川敬之
通讯作者：
梶川敬之

Effect of Molecular Symmetry on the Spectra and Dynamics of the Intramolecular Charge Transfer (ICT) state of peridinin.

DOI：
10.1021/jp305804q
发表时间：
2012-09-06
期刊：
JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B
影响因子：
3.3
作者：
Enriquez, Miriam M.;Hananoki, Shohei;Hasegawa, Shinji;Kajikawa, Takayuki;Katsumura, Shigeo;Wagner, Nicole L.;Birge, Robert R.;Frank, Harry A.
通讯作者：
Frank, Harry A.

Exploring a unique reactivity of 6II-azaelectrocyclization to enzyme inhibition, natural products synthesis, and molecular imaging : an approach to chemical biology by synthetic chemists

探索 6II-氮杂电环化对酶抑制、天然产物合成和分子成像的独特反应性：合成化学家的化学生物学方法