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2011年5月16日 (月)

大阪市立大など、光合成による酸素発生のメカニズムを解明

大阪市立大など、光合成による酸素発生
のメカニズムを解明

2011/04/22 マイコミジャーナル

詳細は、リンクを参照して下さい。

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 大阪市立大学・複合先端研究機構の
神谷信夫教授と岡山大学大学院自然科学
研究科の沈建仁教授らの研究グループは、
光合成において光エネルギーを利用し、
水を分解して酸素を発生させる反応の謎を
解明した。

 同研究成果は、英国の総合学術雑誌
「Nature」(オンライン版)に
Research Articleとして掲載された。

 光合成は、太陽の光エネルギーを利用
して、有機物の燃え残りと言える二酸化
炭素(CO2)からブドウ糖を作り出す過程。

 ブドウ糖は、人間を含め、ほとんど
すべての地球生命体が、呼吸により
エネルギーを取り出している栄養源。

 16種の膜貫通タンパク質と3種の
膜表在性タンパク質によって構成され、
総分子量350kDa(ダルトン)の超分子複合体
である「光化学系II複合体(PSII:図1)」は、
太陽からの光を受けることで水を分解して
酸素分子を発生させ、同時に電子を発生
させている。

 ここで発生する電子は、CO2をブドウ糖
まで変化させるために利用される。
 これまでPSIIの酸素発生反応は、4個の
マンガン原子(Mn)と1個のカルシウム原子
(Ca)が複数の酸素原子(O)により結び
つけられた金属・酸素クラスタ上で進行
しているとされてきたが、同クラスタの
正確な化学組成と詳細な原子配置は明らか
になっていなかった。

 今回、研究グループは、PSIIの結晶の
質を従来比で向上させることに成功。

 大型放射光施設「SPring-8」を利用し、
X線結晶構造解析を行った。

 その結果、同クラスタはMn4CaO5の組成
を有し、全体として歪んだ椅子の形をして
おり、1つのMnとCaにそれぞれ2個の水分子
が結合していることが明らかになった
(図2)。

 これら4個の水分子のいずれかは、
Mn4CaO5クラスタから発生する酸素分子の
中に取り込まれるものと考えられると
研究グループでは説明している。

 また、今後、同クラスタ構造を模倣した
触媒が開発されることで、触媒まで太陽の
光エネルギーを伝達する部分と、その触媒
が水から作り出す電子を用いて水素分子や
メタノールを合成する部分を組み合わせる
ことが可能になり、人工光合成を実現できる
ようになると研究グループでは説明しており、
これにより、エネルギー問題や環境問題、
食料問題を解決する足がかりができるもの
との期待を述べている。
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>人工光合成を実現できるようになる
と言ってますね。

実現できれば、素晴らしい。
今のところ植物にしかできない。

考えて見れば、植物はすばらしい。
いとも簡単に光合成している。


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