光合成エネルギー変換における構造と機能の階層性-分子からナノ構造へ

SZABO Tibor; MAGYAR Melinda; HAJDU Kata; DOROGI Marta; DOROGI Marta; NYERKI Emil; TOTH Tuende; LINGVAY Monika; GARAB Gyoezoe; GARAB Gyoezoe; HERNADI Klara; NAGY Laszlo

文献

J-GLOBAL ID：201602212959686577 整理番号：16A0127371

光合成エネルギー変換における構造と機能の階層性-分子からナノ構造へ

Structural and Functional Hierarchy in Photosynthetic Energy Conversion-from Molecules to Nanostructures

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資料名：
巻： 10 号： 1 ページ： 10:458 (WEB ONLY) 発行年： 2015年12月
JST資料番号： U7001A ISSN： 1931-7573 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：文献レビュー発行国：イギリス (GBR) 言語：英語 (EN)

階層的に組織化された機械における光合成エネルギー変換の構造的機能的要件の基本原理を解説した。ほぼ全ての地球上の生命のエネルギーの基礎である光合成の設計図は,人工的な光エネルギー変換分子デバイスを構築するための基礎を与えることができる。光合成生物において,光エネルギーの化学エネルギーへの変換は,構造と機能の階層性を持つ高度に組織化された精密調節システムにおいて起こる。入射光は,励起エネルギーを,酸化活性クロロフィル分子を含む反応中心(RC)蛋白質複合体内へ送り込む光ハーベスト複合体によって吸収される;RC内の一次電荷分離に続いて,光合成膜内で電荷(電子と陽子)のベクトル輸送が起こる。RCは,太陽エネルギーの変換システムと統合されたオプトエレクトロニクスシステムにRCを利用することを可能にする性質を持っている。したがって,多くの研究所や企業は,それらを分子デバイスに使うことに大きな興味を持っている。RCは,その多くがナノシステム内に保持された光物理的,光化学的活性を持ち,また,伝導表面に電気的に接続された異なるキャリアマトリクスに束縛されている。カーボンベース物質(官能化,非官能化,単一および多層カーボンナノチューブ),遷移金属酸化物(ITO),導電性高分子,および,多孔質シリコンに束縛されたRCの例を示し,それらの光化学活性を評価した。最近,著者らは,異なるナノ物質にRCを結合させる物理化学的いくつかの方法を採用した。一般的に,単一の飽和光励起後に形成されるP⁺(Q_AQ_B)^-電荷対が,RCがナノ構造に付着した後に安定化され,続いて,蛋白質構造がゆっくりと再組織化されることを見いだした。直接接触モードあるいは電気化学セル内での電気伝導率の測定から,蛋白質と無機キャリアマトリクス間に電気的相互作用が存在することがわかった。このことは,バイオセンサとオプトエレクトロニクス応用のためのバイオハイブリッド素子のセンシング要素の基礎となる。(翻訳著者抄録)

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光合成

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