研究内容

光合成・人工光合成の研究を通して世界に貢献する!

ComplexesPhotosynthesis

私たちの研究室では、 物性物理学のニューフロンティアの開拓を目指して質の高い教育と研究活動を実践しています。生命現象(特に植物の光合成反応)を物性物理の言葉で語ること、これが私たちの提唱する「生体物性物理学」の究極目標です。生命は39億年と言う長い年月におよぶ進化によって、 光合成系という地球環境に優しくしかも光エネルギーを最適に利用し得る構造を獲得しました。例えば太陽光を上手く受け止める光捕集アンテナ色素蛋白複合体は非常に美しい9回対称(場合によっては8回対称)の超分子複合体構造を持ちます。 その構造が有する光エネルギー捕獲・伝達機構を解明することが次世代テクノロジー(バイオナノテクノロジー)を開花させるために必要不可欠です。

 

私たちの研究室では光合成初期過程に重要な役割を果たすカロテノイド色素に注目して研究を行っています。 カロテノイド色素分子を系統的に改変・光合成系に再構築し、X線結晶構造解析等から色素蛋白複合体の電子分布・分子構造を詳細に決定すると同時に、 光エネルギー伝達機構および分子間相互作用機構を種々の物性測定を駆使して解明する研究を行っています。自然界には存在しない人工の光合成色素蛋白超分子複合体を自らの手で創成し、光合成系の動作機構を解明することを通して、 物性物理学の言葉で生命の青写真(自然の持つ巧妙さ)を解釈することを目的としています。光エネルギー変換過程において従来の概念を打破した基礎概念の構築、高効率・超高速のエネルギー移動の基盤となる理論を確立、 そして全く新しい物性物理を創出することを目指して日々研究しています。また、光合成研究の延長として、人工光合成による太陽光燃料(次世代燃料)の生成技術の確立にも貢献していきます。

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