研究者詳細

顔写真

シバタ　ユタカ
柴田　穣
Yutaka Shibata
所属
大学院理学研究科　化学専攻　物理化学講座（有機物理化学研究室）
職名
准教授
学位

  • 博士（理学）（大阪大学）

  • 修士（理学）（大阪大学）

所属学協会 6

  • 日本光合成学会

  • 分子科学会

  • 日本植物生理学会

  • 日本化学会

  • 日本生物物理学会

  • 日本物理学会

︎全件表示 ︎最初の5件までを表示

研究分野 3

  • ライフサイエンス / 生物物理学 /

  • ナノテク・材料 / 基礎物理化学 /

  • 自然科学一般 / 生物物理、化学物理、ソフトマターの物理 /

論文 116

  1. Access to the Antenna System of Photosystem I via Single-Molecule Excitation–Emission Spectroscopy

    Xianjun Zhang, Rin Taniguchi, Ryo Nagao, Tatsuya Tomo, Takumi Noguchi, Shen Ye, Yutaka Shibata

    The Journal of Physical Chemistry B　128　(11)　2664-2674　2024年3月8日

    出版者・発行元： American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.1021/acs.jpcb.3c07789 　

    ISSN：1520-6106

    eISSN：1520-5207

  2. Development of Line-Detected UV–Vis Absorption Microscope and Its Application to Quantitative Evaluation of Lithium Surface Reactivity

    Ken-ichi Inoue, Jianxin Mao, Rika Okamoto, Yutaka Shibata, Wenbo Song, Shen Ye

    Analytical Chemistry　2023年2月24日

    出版者・発行元： American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.1021/acs.analchem.2c05759 　

    ISSN：0003-2700

    eISSN：1520-6882

  3. An oxygenic photosynthetic mechanism for using infrared in an Antarctic alga

    Makiko Kosugi, Masato Kawasaki, Yutaka Shibata

    Journal of the Atomic Energy Society of Japan　65　(11)　670-673　2023年

    出版者・発行元： Atomic Energy Society of Japan

    DOI： 10.3327/jaesjb.65.11_670 　

    ISSN：1882-2606

    eISSN：2433-7285

  4. Accumulation of quenched LHCII around PSI in Chlamydomonas cells in state2 revealed by cryo-fluorescence lifetime imaging

    Yuki Fujita, XianJun Zhang, Ahmed Mohamed, Shen Ye, Yutaka Shibata

    Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology　236　112584-112584　2022年11月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.jphotobiol.2022.112584 　

    ISSN：1011-1344

  5. State transition is quiet around pyrenoid and LHCII phosphorylation is not essential for thylakoid deformation in Chlamydomonas 137c

    XianJun Zhang, Yuki Fujita, Naoya Kaneda, Ryutaro Tokutsu, Shen Ye, Jun Minagawa, Yutaka Shibata

    Proceedings of the National Academy of Sciences　119　(37)　2022年9月6日

    出版者・発行元： Proceedings of the National Academy of Sciences

    DOI： 10.1073/pnas.2122032119 　

    ISSN：0027-8424

    eISSN：1091-6490

    詳細を見る 詳細を閉じる

    Photosynthetic organisms have developed a regulation mechanism called state transition (ST) to rapidly adjust the excitation balance between the two photosystems by light-harvesting complex II (LHCII) movement. Though many researchers have assumed coupling of the dynamic transformations of the thylakoid membrane with ST, evidence of that remains elusive. To clarify the above-mentioned coupling in a model organism Chlamydomonas , here we used two advanced microscope techniques, the excitation-spectral microscope (ESM) developed recently by us and the superresolution imaging based on structured-illumination microscopy (SIM). The ESM observation revealed ST-dependent spectral changes upon repeated ST inductions. Surprisingly, it clarified a less significant ST occurrence in the region surrounding the pyrenoid, which is a subcellular compartment specialized for the carbon-fixation reaction, than that in the other domains. Further, we found a species dependence of this phenomenon: 137c strain showed the significant intracellular inhomogeneity of ST occurrence, whereas 4A+ strain hardly did. On the other hand, the SIM observation resolved partially irreversible fine thylakoid transformations caused by the ST-inducing illumination. This fine, irreversible thylakoid transformation was also observed in the STT7 kinase-lacking mutant. This result revealed that the fine thylakoid transformation is not induced solely by the LHCII phosphorylation, suggesting the highly susceptible nature of the thylakoid ultrastructure to the photosynthetic light reactions.

  6. Exciton quenching by oxidized chlorophyll Z across the two adjacent monomers in a photosystem II core dimer

    Ahmed Mohamed, Shunsuke Nishi, Keisuke Kawakami, Jian-Ren Shen, Shigeru Itoh, Hiroshi Fukumura, Yutaka Shibata

    Photosynthesis Research　2022年8月17日

    出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC

    DOI： 10.1007/s11120-022-00948-1 　

    ISSN：0166-8595

    eISSN：1573-5079

  7. Uphill energy transfer mechanism for photosynthesis in the Antarctic alga

    Makiko Kosugi, Masato Kawasaki, Yutaka Shibata, Kojiro Hara, Shinichi Takaichi, Toshio Moriya, Naruhiko Adachi, Yasuhiro Kamei, Yasuhiro Kashino, Sakae Kudoh, Hiroyuki Koike, Toshiya Senda

    2021年8月5日

    出版者・発行元： Research Square Platform LLC

    DOI： 10.21203/rs.3.rs-701485/v1 　

    詳細を見る 詳細を閉じる

    Abstract Prasiola crispa, a major green alga in Antarctica, forms layered colonies for survival under the severe terrestrial conditions of Antarctica, which include severe cold, drought, and strong sunlight. As a result of these conditions, the surface cells of P. crispa and other Antarctic organisms face high risk of photodamage. Cells of deeper layer escape from photodamage at the sacrifice of photosynthetic active radiation except infrared. P. crispa achieves effective photosynthesis by low energy far-red light for photosystem II excitation with high efficiency similar to that of visible light. Here, we identified a far-red light-harvesting complex of photosystem II in P. crispa, Pc-frLHC, and proposed a molecular mechanism of uphill excitation energy transfer based on its cryogenic electron-microscopy structure. While Pc-frLHC is associated with photosystem II, it is evolutionarily related to the light-harvesting complex of photosystem I. Pc-frLHC forms a ring-shaped homo-undecamer in which all chlorophyll a molecules are energetically connected and contains chlorophyll a trimers. It seems that the trimers are long-wavelength-absorbing chlorophylls for far-red light at 708 nm, and further absorbance extension is accomplished by Davydov-splitting in dimeric chlorophylls. The chlorophyll network should enable a highly efficient entropy-driven uphill excitation energy transfer using far-red light up to 725 nm.

  8. High-Speed Excitation-Spectral Microscopy Uncovers In Situ Rearrangement of Light-Harvesting Apparatus in Chlamydomonas during State Transitions at Submicron Precision

    Xian Jun Zhang, Yuki Fujita, Ryutaro Tokutsu, Jun Minagawa, Shen Ye, Yutaka Shibata

    Plant and Cell Physiology　2021年4月2日

    出版者・発行元： Oxford University Press ({OUP})

    DOI： 10.1093/pcp/pcab047 　

    ISSN：0032-0781

    eISSN：1471-9053

    詳細を見る 詳細を閉じる

    <title>Abstract</title> Photosynthetic organisms adjust to fluctuating natural light under physiological ambient conditions through flexible light-harvesting ability of light-harvesting complex II (LHCII). A process called state transition is an efficient regulation mechanism to balance the excitations between photosystem II (PSII) and photosystem I (PSI) by shuttling mobile LHCII between them. However, in situ observation of the migration of LHCII in vivo remains limited. In this study, we investigated the in vivo reversible changes in the intracellular distribution of the chlorophyll (Chl) fluorescence during the light-induced state transitions in Chlamydomonas reinhardtii. The newly developed noninvasive excitation-spectral microscope provided powerful spectral information about excitation-energy transfer between Chl-a and Chl-b. The excitation spectra were detected through the fluorescence emission in the 700–750-nm spectral range, where PSII makes the main contribution, though PSI still makes a non-negligible contribution at room temperature. The technique is sensitive to the Chl-b spectral component specifically bound to LHCII. Using a PSI-specific 685-nm component also provided visualization of the local relative concentration of PSI within a chloroplast at room temperature. The decrease in the relative intensity of the Chl-b band in state 2 was more conspicuous in the PSII-rich region than in the PSI-rich region, reflecting the dissociation of LHCII from PSII. We observed intracellular redistributions of the Chl-b-related light-harvesting abilities within a chloroplast during the state transitions. This observation implies the association of the state transitions with the morphological changes in the thylakoid membrane.

  9. Chlamydomonas State Transition Is Quiet Around Pyrenoid and Independent from Thylakoid Deformation 査読有り

    XianJun Zhang, Yuki Fujita, Naoya Kaneda, Ryutaro Tokutsu, Shen Ye, Jun Minagawa, Yutaka Shibata

    bioRxiv　2021年1月

    DOI： 10.1101/2021.10.27.465227 　

  10. A gold nanoparticle conjugate with photosystem I and photosystem II for development of a biohybrid water-splitting photocatalyst 査読有り

    Kousuke Kawahara, Natsuko Inoue-Kahino, Keisuke Namie, Yuki Kato, Tatsuya Tomo, Yutaka Shibata, Yasuhiro Kashino, Takumi Noguchi

    Biomedical Spectroscopy and Imaging　9　(1-2)　73-81　2020年5月15日

    出版者・発行元： IOS Press

    DOI： 10.3233/bsi-200200 　

    ISSN：2212-8794

    eISSN：2212-8808

  11. Development of a Multicolor Line-Focus Microscope for Rapid Acquisitions of Excitation Spectra 査読有り

    Sakar Jana, Yutaka Shibata

    Biophysical Journal　118　36-43　2020年1月

    DOI： 10.1016/j.bpj.2019.11.023 　

    ISSN：0006-3495

  12. Identification of assembly precursors to photosystems emitting fluorescence at 683 nm and 687 nm by cryogenic fluorescence microspectroscopy 査読有り

    Tomofumi Chiba, Yutaka Shibata

    Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics　1860　2019年12月

    DOI： 10.1016/j.bbabio.2019.148090 　

    ISSN：0005-2728

  13. Enhanced Fluorescence Emission and Magnetic Alignment Control of Biphasic Functionalized Composite Janus Particles 査読有り

    Naonari Sakamoto, Yutaro Hirai, Tsunenobu Onodera, Takuma Dezawa, Yutaka Shibata, Hitoshi Kasai, Hidetoshi Oikawa, Hiroshi Yabu

    Particle & Particle Systems Characterization　36　(1)　1800311-1800311　2019年1月

    DOI： 10.1002/ppsc.201800311 　

    ISSN：0934-0866

    eISSN：1521-4117

  14. Redox-state dependent blinking of single photosystem I trimers at around liquid-nitrogen temperature 査読有り

    Sankar Jana, Ting Du, Ryo Nagao, Takumi Noguchi, Yutaka Shibata

    Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics　1860　30-40　2019年1月

    DOI： 10.1016/j.bbabio.2018.11.002 　

    ISSN：0005-2728

  15. Fabrication of Au-conjugated polymer hybridized nanoparticles and their optical properties 査読有り

    Naonari Sakamoto, Tsunenobu Onodera, Hidetoshi Oikawa, Takuma Dezawa, Yutaka Shibata

    e-J. Surf. Sci., Nanotech.　in press　2018年11月

  16. Imaging of intracellular rearrangement of photosynthetic proteins in Chlamydomonas cells upon state transition 査読有り

    Yuki Fujita, Wakana Ito, Kento Washiyama, Yutaka Shibata

    Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology　185　111-116　2018年8月

    DOI： 10.1016/j.jphotobiol.2018.05.029 　

    ISSN：1011-1344

  17. Red shift in the spectrum of a chlorophyll species is essential for the drought-induced dissipation of excess light energy in a poikilohydric moss, Bryum argenteum 査読有り

    Yutaka Shibata, Ahmed Mohamed, Koichiro Taniyama, Kentaro Kanatani, Makiko Kosugi, Hiroshi Fukumura

    PHOTOSYNTHESIS RESEARCH　136　(2)　229-243　2018年5月

    DOI： 10.1007/s11120-017-0461-0 　

    ISSN：0166-8595

    eISSN：1573-5079

  18. Single bovine serum albumin molecule can hold plural blue-emissive gold nanoclusters: A quantitative study with two-photon excitation 査読有り

    Hamza Al Kindi, Ahmed Mohamed, Shinji Kajimoto, Nurbosyn Zhanpeisov, Hideyuki Horino, Yutaka Shibata, Izabela I. Rzeznicka, Hiroshi Fukumura

    Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry　357　168-174　2018年4月15日

    DOI： 10.1016/j.jphotochem.2018.02.029 　

    ISSN：1010-6030

  19. InVivo Energy Transfer from Bacteriochlorophyllc, d, e, or f to Bacteriochlorophylla in Wild-Type and Mutant Cells of the Green Sulfur Bacterium Chlorobaculum limnaeum 査読有り

    Harada Jiro, Shibata Yutaka, Teramura Misato, Mizoguchi Tadashi, Kinoshita Yusuke, Yamamoto Ken, Tamiaki Hitoshi

    CHEMPHOTOCHEM　2　(3)　190-195　2018年3月

    DOI： 10.1002/cptc.201700164 　

    ISSN：2367-0932

  20. Fluorescence property of photosystem II protein complexes bound to a gold nanoparticle 査読有り

    Kazuki Tahara, Ahmed Mohamed, Kousuke Kawahara, Ryo Nagao, Yuki Kato, Hiroshi Fukumura, Yutaka Shibata, Takumi Noguchi

    FARADAY DISCUSSIONS　198　121-134　2017年6月

    DOI： 10.1039/c6fd00188b 　

    ISSN：1359-6640

    eISSN：1364-5498

  21. Highly Enhanced Emission of Visible Light from Core–Dual-Shell-Type Hybridized Nanoparticles 査読有り

    Sakamoto, N., Onodera, T., Dezawa, T., Shibata, Y., Oikawa, H.

    Particle and Particle Systems Characterization　34　(12)　2017年

    DOI： 10.1002/ppsc.201700258 　

    ISSN：0934-0866

    eISSN：1521-4117

  22. Structure-Based Modeling of Fluorescence Kinetics of Photosystem II: Relation between Its Dimeric Form and Photoregulation 査読有り

    Mohamed, A., Nagao, R., Noguchi, T., Fukumura, H., Shibata, Y.

    Journal of Physical Chemistry B　120　(3)　365-376　2016年

    DOI： 10.1021/acs.jpcb.5b09103 　

    ISSN：1520-6106

  23. Development of a novel cryogenic microscope with numerical aperture of 0.9 and its application to photosynthesis research 査読有り

    Yutaka Shibata, Wataru Katoh, Tomofumi Chiba, Keisuke Namie, Norikazu Ohnishi, Jun Minagawa, Hanayo Nakanishi, Takumi Noguchi, Hiroshi Fukumura

    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOENERGETICS　1837　(6)　880-887　2014年6月

    DOI： 10.1016/j.bbabio.2014.03.006 　

    ISSN：0005-2728

    eISSN：0006-3002

  24. 3P262 極低温顕微鏡を用いた緑化途上トウモロコシ生葉の光合成タンパク質前駆体の空間分布の測定(光生物 : 光合成,ポスター,第52回日本生物物理学会年会(2014年度))

    Tomofumi Chiba, Hiroshi Fukumura, Yutaka Shibata

    生物物理　54　(1)　S292　2014年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.54.S292_4 　

  25. 3P257 光合成蛋白質と金属ナノ粒子による水素発生人工光合成ナノデバイスの開発(光生物 : 光合成,ポスター,第52回日本生物物理学会年会(2014年度))

    Kazuki Tahara, Kousuke Kawahara, Keisuke Namie, Natsuko Inoue, Ryo Nagao, Yuki Kato, Tatsuya Tomo, Yutaka Shibata, Hiroshi Fukumura, Yasuhiro Kashino, Takumi Noguchi

    生物物理　54　(1)　S291　2014年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.54.S291_5 　

  26. 2P259 Target analysis of the photosystem II-enriched membrane : The effect of oxidizing agent on fluorescence quenching in PSII(18B. Photobiology:Photosynthesis,Poster)

    Mohamed Ahmed, Nagao Ryo, Noguchi Takumi, Fukumura Hiroshi, Shibata Yutaka

    生物物理　54　(1)　S238　2014年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.54.S238_1 　

  27. Scrambled self-assembly of bacteriochlorophylls c and e in aqueous triton X-100 micelles 査読有り

    Saga, Y., Saiki, T., Takahashi, N., Shibata, Y., Tamiaki, H.

    Photochemistry and Photobiology　90　(3)　552-559　2014年

    DOI： 10.1111/php.12219 　

    ISSN：0031-8655

    eISSN：1751-1097

  28. Photosystem II Does Not Possess a Simple Excitation Energy Funnel: Time-Resolved Fluorescence Spectroscopy Meets Theory 査読有り

    Yutaka Shibata, Shunsuke Nishi, Keisuke Kawakami, Jian-Ren Shen, Thomas Renger

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY　135　(18)　6903-6914　2013年5月

    DOI： 10.1021/ja312586p 　

    ISSN：0002-7863

  29. Study of cell-differentiation and assembly of photosynthetic proteins during greening of etiolated Zea mays leaves using confocal fluorescence microspectroscopy at liquid-nitrogen temperature 査読有り

    Yutaka Shibata, Wataru Katoh, Yukari Tahara

    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOENERGETICS　1827　(4)　520-528　2013年4月

    DOI： 10.1016/j.bbabio.2013.02.001 　

    ISSN：0005-2728

    eISSN：0006-3002

  30. Lichens assist the drought-induced fluorescence quenching of their photobiont green algae through arabitol

    Makiko Kosugi, Akihisa Miyake, Yasuhiro Kasino, Yutaka Shibata, Kazuhiko Satoh, Shigeru Itoh

    Advanced Topics in Science and Technology in China　514-517　2013年

    出版者・発行元： Springer

    DOI： 10.1007/978-3-642-32034-7_109 　

    ISSN：1995-6827 1995-6819

  31. 2P255 開口数0.9の極低温光学顕微鏡の開発とその植物細胞内色素イメージングへの応用(18B.光生物:光合成,ポスター,日本生物物理学会年会第51回(2013年度))

    Shibata Yutaka, Namie Keisuke, Chiba Tomofumi, Kajihara Mizu, Kato Wataru, Fukumura Hiroshi

    生物物理　53　(1)　S201　2013年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.53.S201_2 　

  32. Two types of fucoxanthin-chlorophyll-binding proteins i tightly bound to the photosystem i core complex in marine centric diatoms 査読有り

    Ikeda, Y., Yamagishi, A., Komura, M., Suzuki, T., Dohmae, N., Shibata, Y., Itoh, S., Koike, H., Satoh, K.

    Biochimica et Biophysica Acta - Bioenergetics　1827　(4)　529-539　2013年

    DOI： 10.1016/j.bbabio.2013.02.003 　

    ISSN：0005-2728

  33. Arabitol provided by lichenous fungi enhances ability to dissipate excess light energy in a symbiotic green alga under desiccation 査読有り

    Kosugi, M., Miyake, H., Yamakawa, H., Shibata, Y., Miyazawa, A., Sugimura, T., Satoh, K., Itoh, S., Kashino, Y.

    Plant and Cell Physiology　54　(8)　1316-1325　2013年

    DOI： 10.1093/pcp/pct079 　

    ISSN：0032-0781 1471-9053

  34. 3D0948 光化学系IIコア複合体での非光化学的消光の可能性(光生物-光合成,口頭発表,日本生物物理学会第50回年会(2012年度))

    Shibata Yutaka, Nishi Shunsuke, Kawakami Keisuke, Shen Jian-Ren, Renger Thomas

    生物物理　52　S62　2012年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.52.S62_4 　

  35. Supramolecular energy transfer from photoexcited chlorosomal zinc porphyrin self-aggregates to a chlorin or bacteriochlorin monomer as models of main light-harvesting antenna systems in green photosynthetic bacteria 査読有り

    Kataoka, Y., Shibata, Y., Tamiaki, H.

    Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters　22　(16)　5218-5221　2012年

    DOI： 10.1016/j.bmcl.2012.06.066 　

    ISSN：0960-894X

  36. Nanocrystallization of Oligosilanes by a Reprecipitation Method: Easy Fabrication of H-Aggregates of Linear Chain Oligosilane Molecules 査読有り

    Y. Morita, N. Nagaya, Y. Shibata, E. Kwon, H. Oikawa, H. Nakanishi, M. Kira, K. Sakamoto

    Chemical Communications　47　2315-2317　2011年12月

    DOI： 10.1039/c0cc03949g 　

    詳細を見る 詳細を閉じる

    6957

  37. Multiple dissipation components of excess light energy in dry lichen revealed by ultrafast fluorescence study at 5 K 査読有り

    Miyake, H., Komura, M., Itoh, S., Kosugi, M., Kashino, Y., Satoh, K., Shibata, Y.

    Photosynthesis Research　110　(1)　39-48　2011年

    DOI： 10.1007/s11120-011-9691-8 　

    ISSN：0166-8595

  38. Intensity Borrowing via Excitonic Couplings among Soret and Q(y) Transitions of Bacteriochlorophylls in the Pigment Aggregates of Chlorosomes, the Light-Harvesting Antennae of Green Sulfur Bacteria 査読有り

    Yutaka Shibata, Shingo Tateishi, Shosuke Nakabayashi, Shigeru Itoh, Hitoshi Tamiaki

    BIOCHEMISTRY　49　(35)　7504-7515　2010年9月

    DOI： 10.1021/bi100607c 　

    ISSN：0006-2960

  39. Shallow Sink in an Antenna Pigment System of Photosystem I of a Marine Centric Diatom, Chaetoceros gracilis, Revealed by Ultrafast Fluorescence Spectroscopy at 17 K 査読有り

    Atsushi Yamagishi, Yohei Ikeda, Masayuki Komura, Hiroyuki Koike, Kazuhiko Satoh, Shigeru Itoh, Yutaka Shibata

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B　114　(27)　9031-9038　2010年7月

    DOI： 10.1021/jp102205v 　

    ISSN：1520-6106

  40. Kinetically Distinct Three Red Chlorophylls in Photosystem I of Thermosynechococcus elongatus Revealed by Femtosecond Time-Resolved Fluorescence Spectroscopy at 15 K 査読有り

    Yutaka Shibata, Atsushi Yamagishi, Shunsuke Kawamoto, Tomoyasu Noji, Shigeru Itoh

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B　114　(8)　2954-2963　2010年3月

    DOI： 10.1021/jp909583r 　

    ISSN：1520-6106

    eISSN：1520-5207

  41. Spectral properties of single light-harvesting complexes in bacterial photosynthesis 査読有り

    Yoshitaka Saga, Yutaka Shibata, Hitoshi Tamiaki

    JOURNAL OF PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY C-PHOTOCHEMISTRY REVIEWS　11　(1)　15-24　2010年3月

    DOI： 10.1016/j.jphotochemrev.2010.02.002 　

    ISSN：1389-5567

  42. Mechanism of strong quenching of photosystem II chlorophyll fluorescence under drought stress in a lichen, Physciella melanchla, studied by subpicosecond fluorescence spectroscopy 査読有り

    Masayuki Komura, Atsushi Yamagishi, Yutaka Shibata, Ikuko Iwasaki, Shigeru Itoh

    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOENERGETICS　1797　(3)　331-338　2010年3月

    DOI： 10.1016/j.bbabio.2009.11.007 　

    ISSN：0005-2728

  43. 地衣体に蓄積されたアラビトールが乾燥時における共生緑藻の光阻害防御機構を促進する

    小杉 真貴子, 菓子野 康浩, 佐藤 和彦, 三宅 博久, 小村 理行, 柴田 穣, 伊藤 繁

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集　2010　83-83　2010年

    出版者・発行元： 日本植物生理学会

    DOI： 10.14841/jspp.2010.0.0083.0 　

    詳細を見る 詳細を閉じる

    地衣の共生光合成生物が真菌との共生によって得ている利益を乾燥耐性の面から明らかにし、地衣の優れた乾燥耐性機構について解明するため緑藻共生地衣、Ramalina yasudaeとその共生藻であるTrebouxiaの乾燥応答について比較したところ、以下のような違いが見られた。(1)R. yasudaeでは乾燥時に光化学系II(PSII)反応中心が完全に停止しているのに対し、Trebouxiaでは活性が一部残存する。(2)乾燥によって誘導されるPSIIにおける蛍光消光が、TrebouxiaではR. yasudaeに比べ小さい。(3)Trebouxiaは地衣に比べ乾燥時の光感受性が高く、光阻害を受けやすい。これらの違いはTrebouxiaの乾燥時における過剰光エネルギーの熱散逸機構が地衣体内で強化されていることを示している。そこで、地衣成分中に乾燥時の蛍光消光を促進する物質があるかを調べたところ、地衣の水溶性成分中に多量に含まれるアラビトールにその効果があることが分かった。アラビトール添加による乾燥時の蛍光減衰速度の増加は、ストリークカメラを用いたピコ秒時間分解蛍光スペクトル解析によって確かめられた。これらのことから、地衣体内に蓄積されたアラビトールがTrebouxiaの乾燥耐性に大きな役割を果たしていることが示唆された。

  44. 地衣類と共生藻類の乾燥条件下における励起エネルギー消光機構；極低温時間分解蛍光測定による解析

    三宅 博久, 塚腰 裕太, 小村 理行, 山岸 篤史, 柴田 穣, 小杉 真喜子, 佐藤 和彦, 伊藤 繁

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集　2010　770-770　2010年

    出版者・発行元： 日本植物生理学会

    DOI： 10.14841/jspp.2010.0.0770.0 　

    詳細を見る 詳細を閉じる

    地衣類は菌類に藻類あるいはシアノバクテリアが共生している。他の光合成生物に比べ乾燥や低温に強く、乾燥下で強光耐性を示す。これは過剰な光エネルギーを高速で熱に変換する独自の機構によることが最近明らかになった。我々は極低温での時間分解蛍光測定により、消光分子が光化学系II光捕集アンテナとコアアンテナの両方に存在していると推定した。緑藻Trebouxiaを共生する地衣類では、乾燥時には、740 nmに蛍光を出す色素がエネルギーを受け取ることで、消光現象に寄与していると予想した。今回は地衣類イワカラタチゴケから単離した緑藻Trebouxiaを用いた結果を報告する。単離直後の乾燥緑藻で、乾燥地衣類同様の測定を行った結果、地衣類で観測されるような高速でのエネルギー消失現象は確認されなかった。イワカラタチゴケに含まれる糖類を単離直後の緑藻に加え乾燥させると、乾燥地衣類と似た高速蛍光減衰を示した。このことは糖類の影響で光化学系II色素タンパク質内の環境が変化し、消光がおこるという機構を示唆する。

  45. Intramolecular excitation energy transfer from visible-light absorbing chlorophyll derivatives to a near-infrared-light emitting boron dipyrromethene moiety 査読有り

    Kataoka, Y., Shibata, Y., Tamiaki, H.

    Chemistry Letters　39　(9)　953-955　2010年

    DOI： 10.1246/cl.2010.953 　

    ISSN：0366-7022

    eISSN：1348-0715

  46. Linearly polarized light absorption spectra of chlorosomes, light-harvesting antennas of photosynthetic green sulfur bacteria 査読有り

    Hitoshi Tamiaki, Shingo Tateishi, Shosuke Nakabayashi, Yutaka Shibata, Shigeru Itoh

    CHEMICAL PHYSICS LETTERS　484　(4-6)　333-337　2010年1月

    DOI： 10.1016/j.cplett.2009.12.018 　

    ISSN：0009-2614

    eISSN：1873-4448

  47. Acceleration of Electron-Transfer-Induced Fluorescence Quenching upon Conversion to the Signaling State in the Blue-Light Receptor, TePixD, from Thermosynechococcus elongatus 査読有り

    Yutaka Shibata, Yoshiya Murai, Yosuke Satoh, Yoshimasa Fukushima, Koji Kajima, Masahiko Ikeuchi, Shigeru Itoh

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B　113　(23)　8192-8198　2009年6月

    DOI： 10.1021/jp901631b 　

    ISSN：1520-6106

  48. Anisotropic distribution of emitting transition dipoles in chlorosome from Chlorobium tepidum: fluorescence polarization anisotropy study of single chlorosomes 査読有り

    Yutaka Shibata, Yoshitaka Saga, Hitoshi Tamiaki, Shigeru Itoh

    PHOTOSYNTHESIS RESEARCH　100　(2)　67-78　2009年5月

    DOI： 10.1007/s11120-009-9429-z 　

    ISSN：0166-8595

  49. 2P-223 極低温時間分解蛍光測定によるThermosynechococcus vulucanusの光化学系2の二量体と単量体のエネルギー移動の比較(光生物-光合成,第47回日本生物物理学会年会)

    Nishi Shunsuke, Komura Masayuki, Noji Tomoyasu, Kawakami Keisuke, Shen Jian-Ren, Shibata Yutaka, Itoh Shigeru

    生物物理　49　S142　2009年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.49.S142_2 　

  50. 極低温での光化学系I反応中心の超高速エネルギー捕集過程の解析

    柴田 穣, 山岸 篤史, 小村 理行, 伊藤 繁

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集　2009　45-45　2009年

    出版者・発行元： 日本植物生理学会

    DOI： 10.14841/jspp.2009.0.0045.0 　

    詳細を見る 詳細を閉じる

    光化学系I(PS I)反応中心における室温での励起エネルギー捕集、初期電荷分離のダイナミクスは、1) 多くのクロロフィル(Chl)分子のスペクトルが重なる、2) 各Chl間のエネルギー移動が高速でフェムト秒の時間分解能でも検出できない、3) エネルギー捕集と初期電荷分離が同じ時間スケールで起こるため分離が難しい、といった困難のため未だ完全には解明されていない。極低温では、スペクトルがシャープになりエネルギー移動も劇的に遅くなるため、上記1)、2)の克服が期待できる。我々は、PS Iの励起エネルギー捕集、初期電荷分離のダイナミクスの完全解明を目指し、15 Kにおける超高速時間分解蛍光法による研究を行った。<br>測定の結果、15 Kでは所謂red Chlへのエネルギー移動速度が室温での数psから30 psへと劇的に遅くなる、690 nm付近の大部分のChlからの蛍光は5 ps程度の非常に高速な時定数で減衰する、室温では見られない300 ps程度の蛍光減衰成分が現れる、ことが明らかとなった。この結果は、極低温ではP700へ5 psでエネルギーを渡すChlグループ、300 psでP700へエネルギーを渡すChlグループ、P700ではなくred Chlへ30 psでエネルギーを渡すChlグループ、に分かれることを示す。講演では、これらのChlグループの分子数比について議論する。

  51. 珪藻の光化学系Iアンテナーコア超分子複合体上での超高速励起エネルギー移動

    山岸 篤史, 池田 洋平, 小池 裕幸, 佐藤 和彦, 小村 理行, 柴田 穣, 伊藤 繁

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集　2009　44-44　2009年

    出版者・発行元： 日本植物生理学会

    DOI： 10.14841/jspp.2009.0.0044.0 　

    詳細を見る 詳細を閉じる

    珪藻の光化学系I(PS I)では、二種類の周辺アンテナFCP(fucoxanthin-Chl binding protein) I-1とFCP I-2がコア部分(PS I-Core)を取り巻いている。励起エネルギー移動過程を明らかにするために、珪藻C. gracillisから単離したFCP-PS I超複合体、PS I-Coreのみ、FCP I-1およびFCP I-2複合体のみの合計4種類の標品で、フェムト秒時間分解蛍光スペクトルをアップコンバージョン法とストリークカメラ法により測定した。エネルギー移動の速度が遅くなる極低温17 Kで測定を行い、結果を5つの指数関数の和としてglobal解析した。FCP内にのみ存在するChl cを460 nmで選択的に励起した場合と430 nmによりChl aを励起したときに観測される時定数5 psの主要蛍光減衰成分がみられない。このことからPSIコア内部のエネルギー移動は5 ps程度で起こると推測された。460 nm励起では、430 nm励起時に見られなかった0.86 ps と14 psの2成分が観測された。これらは、二種類のエネルギー伝達経路(FCP I-1⇒コア、FCP I-2⇒コア)を各々反映すると考えられる。これらの結果をもとにモデルを立て、シミュレーションを行い珪藻のPS Iでのエネルギー伝達経路と速度を明らかにした。

  52. 極低温フェムト－ピコ秒時間分解蛍光測定による乾燥地衣類光化学系IIの高速励起エネルギー消光過程の解析

    小村 理行, 三宅 博之, 山岸 篤史, 柴田 穣, 岩崎 郁子, 山本 好和, 伊藤 繁

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集　2009　578-578　2009年

    出版者・発行元： 日本植物生理学会

    DOI： 10.14841/jspp.2009.0.0578.0 　

    詳細を見る 詳細を閉じる

    地衣類は菌類と藻類が共生して光独立栄養的に生育し、極度の乾燥環境でも生存可能である。乾燥時には光化学系II（PSII）が吸収した光エネルギーはただちに消光され、阻害を防ぐと考えられてきた。最近、740 nmに蛍光を示すクロロフィル(Chl740)が緑藻Trebouxiaを共生する地衣類のPSII内部で消光分子として機能すると提唱された[1]。我々は乾燥地衣類生細胞の4-300 Kでの超短時間領域の蛍光減衰をアップコンバージョン法とストリークカメラを組み合わせて測定し、Trebouxia型地衣類におけるChl740の有無、Chl740への励起エネルギー移動、蛍光消光速度、Chl740の結合部位を検討した。Trebouxia型地衣類ムカデコゴケ、ウメノキゴケでレーザー照射後1 ps以内に立ち上がり数ピコ秒で減衰するChl740の蛍光が観測された。結果をもとに、Chl740を加えたPSII内部の励起エネルギー移動過程をモデル化し、蛍光減衰を再現した。Chl740への励起エネルギー移動速度、消光速度を見積もり、Chl740が消光分子として機能する可能性が示された。同様の測定をCoccomyxa型、Trentepohlia型地衣類でも行い、得られた知見について報告する。<br>[1] Veerman et al., Plant Physiol., 145, 997-1005 (2007)

  53. Covalently linked zinc chlorophyll dimers as a model of a chlorophyllous pair in photosynthetic reaction centers 査読有り

    Hitoshi Tamiaki, Kazuhiro Fukai, Hideki Shimazu, Katsunori Nishide, Yutaka Shibata, Shigeru Itoh, Michio Kunieda

    PHOTOCHEMICAL & PHOTOBIOLOGICAL SCIENCES　7　(10)　1231-1237　2008年10月

    DOI： 10.1039/b802353k 　

    ISSN：1474-905X

    eISSN：1474-9092

  54. Temperature-dependent energy gap of the primary charge separation in photosystem I: Study of delayed fluorescence at 77-268 K 査読有り

    Yutaka Shibata, Shinpei Akai, Takashi Kasahara, Isamu Ikegami, Shigeru Itoh

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B　112　(21)　6695-6702　2008年5月

    DOI： 10.1021/jp710551e 　

    ISSN：1520-6106

    eISSN：1520-5207

  55. 3P-270 極低温での単一アンテナ複合体・クロロソームの蛍光スペクトルに見られるシャープなゼロフォノン線(光生物・光合成,第46回日本生物物理学会年会)

    Shibata Yutaka, Saga Yoshitaka, Tamiaki Hitoshi, Itoh Shigeru

    生物物理　48　S169　2008年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.48.S169_2 　

  56. 3P-267 蛍光褪色回復法によるシアノバクテリア細胞内でのフィコビリソームの拡散運動の測定(光生物・光合成,第46回日本生物物理学会年会)

    Yoshikawa Akira, Shibata Yutaka, Itoh Shigeru

    生物物理　48　S168　2008年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.48.S168_6 　

  57. 3P-268 極低温時間分解蛍光測定による中心目珪藻Chaetoceros gracillisの光化学系I超分子複合体内のエネルギー移動の解析(光生物・光合成,第46回日本生物物理学会年会)

    Yamagishi Atsushi, Ikeda Yohei, Koike Hiroyuki, Satoh Kazuhiko, Komura Masayuki, Shibata Yutaka, Itoh Shigeru

    生物物理　48　S168-S169　2008年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.48.S168_7 　

  58. フェムト秒アップコンバージョン超高速時間分解蛍光法による乾燥地衣類内緑藻のin vivo蛍光測定

    山岸 篤史, 小村 理行, 柴田 穣, 伊藤 繁

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集　2008　543-543　2008年

    出版者・発行元： 日本植物生理学会

    DOI： 10.14841/jspp.2008.0.0543.0 　

    詳細を見る 詳細を閉じる

    従来のフェムト秒領域でのアップコンバージョン超高速時間分解測定系では、集光させた励起光を透明試料に照射して反対側に出る蛍光を検出する。このため、可溶化された透明試料以外の測定は困難であり、生体組織の非破壊測定は難しかった。これを可能にするため、反射型の光学配置を可能とするアップコンバージョン測定系を構築した。<br> この測定系を用いて、地衣類に共生する緑藻からのフェムト秒時間分解蛍光測定を行った。地衣類は乾燥環境でも生存可能であり、乾燥条件下では光阻害を防ぐために過剰な光エネルギーを非効率よく熱へと変換させる高速蛍光消光機構を持つ。50 psの時間分解能のストリークカメラによる蛍光測定から、乾燥地衣類は10 ps 程度の蛍光消光過程を示すことが報告されている。フェムト秒アップコンバージョン蛍光測定装置を用いて測定した結果、最も速い時定数として20 psを得た。これに対応するほかの成分の立ち上がりは観測されなかった。乾燥状態の地衣類では20 ps程度の時定数で大部分の蛍光が消光することが示された。新開発の反射型測定系の使用により生葉など不透明な生体試料の超高速反応をサブピコ秒の時間領域で測定可能となった。

  59. Direct counting of submicrometer-sized photosynthetic apparatus dispersed in medium at cryogenic temperature by confocal laser fluorescence microscopy: Estimation of the number of bacteriochlorophyll c in single light-harvesting antenna complexes chlorosomes of green photosynthetic bacteria 査読有り

    Yoshitaka Saga, Yutaka Shibata, Shigeru Ltoh, Hitoshi Tamiaki

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B　111　(43)　12605-12609　2007年11月

    DOI： 10.1021/jp071559p 　

    ISSN：1520-6106

  60. Excited-state dynamics of normal and doubly N-confused type hexaphyrin derivatives studied by time-resolved fluorescence measurements 査読有り

    Jang-Hyun Ryu, Fuyuki Ito, Toshihiko Nagamura, Kiyohisa Nakamura, Hiroyuki Furuta, Yutaka Shibata, Shigeru Itoh

    CHEMICAL PHYSICS LETTERS　443　(4-6)　274-279　2007年8月

    DOI： 10.1016/j.cplett.2007.06.097 　

    ISSN：0009-2614

  61. Polarized fluorescence of aggregated bacteriochlorophyll c and baseplate bacteriochlorophyll a in single chlorosomes isolated from Chloroflexus aurantiacus 査読有り

    Yutaka Shibata, Yoshitaka Saga, Hitoshi Tamiaki, Shigeru Itoh

    BIOCHEMISTRY　46　(23)　7062-7068　2007年6月

    DOI： 10.1021/bi0623072 　

    ISSN：0006-2960

  62. Femtosecond fluorescence spectroscopy and near-field spectroscopy of water-soluble tetra(4-sulfonatophenyl)porphyrin and its J-aggregate (vol 178, pg 192, 2006) 査読有り

    Atsushi Miura, Yutaka Shibata, Haik Chosrowjan, Noboru Mataga, Naoto Tamai

    JOURNAL OF PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY A-CHEMISTRY　188　(1)　140-140　2007年4月

    DOI： 10.1016/j.jphotochem.2006.11.019 　

    ISSN：1010-6030

  63. Curious temperature depencence of energy gap DG of the photo-induced charge separation in photosynthetic reaction center (in Japanese)

    Shibata, Y, Itoh, S, Ikegami, I

    Photochemistry　38　209-211　2007年

  64. Energy and electron transfer in the photosynthetic reaction center complex of Acidiphilium rubrum containing Zn-bacteriochlorophyll a studied by femtosecond up-conversion spectroscopy 査読有り

    Tetsuo Tomi, Yutaka Shibata, Yuki Ikeda, Seiji Taniguchi, Chosrowjan Haik, Noboru Mataga, Keizo Shimada, Shigeru Itoh

    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOENERGETICS　1767　(1)　22-30　2007年1月

    DOI： 10.1016/j.bbabio.2006.10.008 　

    ISSN：0005-2728

    eISSN：1879-2650

  65. A new fluorescence band F689 in photosystem II revealed by picosecond analysis at 4-77 K: function of two terminal energy sinks F689 and F695 in PS II. 国際誌

    Masayuki Komura, Yutaka Shibata, Shigeru Itoh

    Biochimica et biophysica acta　1757　(12)　1657-68　2006年12月

    ISSN：0006-3002

    詳細を見る 詳細を閉じる

    We performed picosecond time-resolved fluorescence spectroscopy in spinach photosystem II (PS II) particles at 4, 40, and 77 K and identified a new fluorescence band, F689. F689 was identified in addition to the well-known F685 and F695 bands in both analyses of decay-associated spectra and global Gaussian deconvolution of time-resolved spectra. Its fast decay suggests the energy transfer directly from F689 to the reaction center chlorophyll P680. The contribution of F689, which increases only at low temperature, explains the unusually broad and variable bandwidth of F695 at low temperature. Global analysis revealed the three types of excitation energy transfer/dissipation processes: (1) energy transfer from the peripheral antenna to the three core antenna bands F685, F689, and F695 with time constants of 29 and 171 ps at 77 and 4 K, respectively; (2) between the three core bands (0.18 and 0.82 ns); and (3) the decays of F689 (0.69 and 3.02 ns) and F695 (2.18 and 4.37 ns). The retardations of these energy transfer rates and the slow F689 decay rate produced the strong blue shift of the PS II fluorescence upon the cooling below 77 K.

  66. A new fluorescence band F689 in photosystem II revealed by picosecond analysis at 4-77 K: Function of two terminal energy sinks F689 and F695 in PSII 査読有り

    Masayuki Komura, Yutaka Shibata, Shigeru Itoh

    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOENERGETICS　1757　(12)　1657-1668　2006年12月

    DOI： 10.1016/j.bbabio.2006.09.007 　

    ISSN：0005-2728

  67. Low-temperature fluorescence from single chlorosomes, photosynthetic antenna complexes of green filamentous and sulfur bacteria 査読有り

    Yutaka Shibata, Yoshitaka Saga, Hitoshi Tamiaki, Shigeru Itoh

    BIOPHYSICAL JOURNAL　91　(10)　3787-3796　2006年11月

    DOI： 10.1529/biophysj.106.084178 　

    ISSN：0006-3495

    eISSN：1542-0086

  68. Fate determination of the flavin photoreceptions in the cyanobacterial blue light receptor TePixD (T110078) 査読有り

    Koji Okajima, Yoshimasa Fukushima, Hiroyuki Suzuki, Akiko Kita, Yuriko Ochiai, Mitsunori Katayama, Yutaka Shibata, Kunio Miki, Takurni Noguchi, Shigeru Itoh, Masahiko Ikeuchi

    JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY　363　(1)　10-18　2006年10月

    DOI： 10.1016/j.jmb.2006.08.005 　

    ISSN：0022-2836

  69. Feratosecond fluorescence spectroscopy and near-field spectroscopy of water-soluble tetra(4-sulfonatophenyl)porphyrin and its J-aggregate 査読有り

    A Miura, Y Shibata, H Chosrowjan, N Mataga, N Tamai

    JOURNAL OF PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY A-CHEMISTRY　178　(2-3)　192-200　2006年3月

    DOI： 10.1016/j.jphotochem.2005.10.037 　

    ISSN：1010-6030

  70. 2P346 Femtosecond Fluorescence Up-Conversion Study of Light Harvesting and Electron Transfer in Intact Purple Photosynthetic Bacterial Membrane(43. Photosynthesis,Poster Session,Abstract,Meeting Program of EABS & BSJ 2006)

    Shibata Yutaka, Satoh Yosuke, Fujita Daiju, Tomii Tetsuo, Itoh Shigeru

    生物物理　46　(2)　S382　2006年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.46.S382_2 　

  71. 2P347 Photosynthetic energy and electron transfer in the reaction center complex of Acidiphilium rubrum containing Zn-bacteriochlorophyll a(43. Photosynthesis,Poster Session,Abstract,Meeting Program of EABS & BSJ 2006)

    Tomi Tetsuo, Shibata Yutaka, Ikeda Yuki, Taniguchi Seiji, Haik Chosrowjan, Mataga Noboru, Shimada Keizo, Itoh Shigeru

    生物物理　46　(2)　S382　2006年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.46.S382_3 　

  72. 極低温ピコ秒時間分解蛍光測定法による乾燥地衣類で起こる光阻害防御機構の解明

    小村 理行, 柴田 穣, 岩崎 郁子, 伊藤 繁

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集　2006　10-10　2006年

    出版者・発行元： 日本植物生理学会

    DOI： 10.14841/jspp.2006.0.010.0 　

    詳細を見る 詳細を閉じる

    地衣類は菌類と藻類が共生して光独立栄養的に生育し、種によっては細胞が乾燥すると光合成を停止、水を吸収すると光合成を再開させることで乾燥耐性を獲得している。PAMによる蛍光変動測定や極低温での定常蛍光スペクトル測定から、乾燥時には吸収した光エネルギーを熱へ変換することで、過剰な酸化力・還元力の蓄積による光化学系の破壊を防ぐことが推定されている。しかし、エネルギー変換のメカニズムは不明である。緑藻を共生藻にもつ地衣類トリハダゴケの5 Kから室温での蛍光寿命をピコ秒時間領域で測定し、光エネルギーが熱へ変換される過程を直接観測した。乾燥させた細胞と、水を再添加し段階的に光合成機能を回復させた細胞で比較し以下の結果を得た。（1）乾燥時の光化学系IIは通常より10倍以上蛍光寿命が短くなる。（2）乾燥時でも光化学系IIコアアンテナ内での励起移動が起こる。（3）光化学系IIの蛍光寿命は水添加後1分以内に回復する。（4）光化学系Iの蛍光は乾燥時に短波長シフトし寿命も若干短くなるが、光化学系IIほどの大きな変化はない。これらの変化は他の地衣類でも同様に観測された。また、高濃度のトレハロースに懸濁し乾燥させたホウレンソウ光化学系2でも蛍光の短寿命化が観測された。これらの結果を元に、乾燥時の地衣類がエネルギーを散逸させるメカニズムについて考察する。

  73. Function of membrane protein in silica nanopores: Incorporation of photosynthetic light-harvesting protein LH2 into FSM 査読有り

    Oda, I, K Hirata, S Watanabe, Y Shibata, T Kajino, Y Fukushima, S Iwai, S Itoh

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B　110　(3)　1114-1120　2006年1月

    DOI： 10.1021/jp0540860 　

    ISSN：1520-6106

  74. Excitation energy transfer in individual light-harvesting chlorosome from green photosynthetic bacterium Chloroflexus aurantiacus at cryogenic temperature 査読有り

    Y Saga, H Tamiaki, Y Shibata, S Itoh

    CHEMICAL PHYSICS LETTERS　409　(1-3)　34-37　2005年6月

    DOI： 10.1016/j.cplett.2005.04.080 　

    ISSN：0009-2614

  75. Biochemical and functional characterization of BLUF-type flavin-binding proteins of two species of cyanobacteria 査読有り

    K Okajima, S Yoshihara, Y Fukushima, XX Geng, M Katayama, S Higashi, M Watanabe, S Sato, S Tabata, Y Shibata, S Itoh, M Ikeuchi

    JOURNAL OF BIOCHEMISTRY　137　(6)　741-750　2005年6月

    DOI： 10.1093/jb/mvi089 　

    ISSN：0021-924X

  76. Primary intermediate in the photocycle of a blue-light sensory blue-light FAD-protein, Tll0078, of Thermosynechococcus elongatus BP-1 査読有り

    Y Fukushima, K Okajima, Y Shibata, M Ikeuchi, S Itoh

    BIOCHEMISTRY　44　(13)　5149-5158　2005年4月

    DOI： 10.1021/bi048044y 　

    ISSN：0006-2960

  77. 3P284 Function of photosynthetic light-harvesting membrane protein LH2 and Reaction center complex inside silica nano-pores

    小田 一平, 石坂 壮二, 筒井 康隆, 柴田 穣, 出羽 真貴子, 梶野 勉, 福嶋 喜章, 岩井 覚司, 伊藤 繁

    生物物理　45　S274　2005年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.45.S274_4 　

  78. 3P279 極低温1超分子観測による光合成アンテナ超分子複合体クロロゾーム内のバクテリオクロロフィルc分子数の見積もり(光生物 B) 光合成))

    柴田 穣, 佐賀 佳央, 民秋 均

    生物物理　45　S273　2005年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.45.S273_3 　

  79. 2P297 フラビン結合青色光センサータンパク質PixDの光反応過程 : アミノ酸置換と高速時間分解分光による解析(光生物 A) 視覚・光受容))

    福島 佳優, 岡島 公司, 柴田 穣, 池内 昌彦, 伊藤 繁

    生物物理　45　S194　2005年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.45.S194_1 　

  80. 高等植物とシアノバクテリアの光化学系II色素系内エネルギー移動過程の極低温での温度依存性の解析

    小村 理行, 柴田 穣, Gombos Zoltan, Ajlani Ghada, 伊藤 繁

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集　2005　621-621　2005年

    出版者・発行元： 日本植物生理学会

    DOI： 10.14841/jspp.2005.0.621.0 　

    詳細を見る 詳細を閉じる

    極低温での光化学系II（PS II）色素系内部のエネルギー移動過程を植物PS II標品とフィコビリンを合成できないSynechocystis sp. PCC 6803変異株（PAL）で検討した。PS IIの定常蛍光スペクトルは、77 Kまでの冷却ではピークが長波長シフトし、F685とF695の蛍光バンドが顕著になる。しかし、さらに冷却するとピークは77Kの695 nmから5 Kでは692 nmに短波長シフトする。 昨年我々は、この原因を知るためにホウレンソウPS IIの時間分解蛍光を5 - 77 Kで測定し、F685、F695の他に689 nmにピークをもつ新しい蛍光成分（F689）を発見した。F689の減衰速度の温度依存性からスペクトル変化がF689の蛍光強度の増減で説明できることを示し、LHC IIからF689、F695へ至る2つの励起エネルギー移動経路を提案した。<br> 今回は、この現象の普遍性を探るためシアノバクテリアでの解析をおこなった。フィコビリン蛍光による困難をさけるため、PAL細胞を用いて同様の解析を行い、シアノバクテリアにもF689が存在し、F685からF695へのエネルギー移動速度とF689、F695の減衰がホウレンソウよりも速いことを明らかにした。<br> これらの結果に基づいて極低温でのエネルギー移動過程のシミュレーションを行い、高等植物とシアノバクテリアのPS IIにおける光捕獲のメカニズムを考察した。

  81. Nanoscale organization of chlorophyll a in mesoporous silica: Efficient energy transfer and stabilized charge separation as in natural photosynthesis 査読有り

    T Itoh, K Yano, T Kajino, S Itoh, Y Shibata, H Mino, R Miyamoto, Y Inada, S Iwai, Y Fukushima

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B　108　(36)　13683-13687　2004年9月

    DOI： 10.1021/jp047661t 　

    ISSN：1520-6106

  82. Femtosecond time-resolve fluorescence study of reaction center isolated from a purple bacteria Acidiphilium rubrum containing Zn-bacteriochlorophyll

    T Tomii, Y Shibata, Y Ikeda, S Taniguchi, H Chosrowjan, N Mataga, K Shimada, S Itoh

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY　45　S130-S130　2004年

    ISSN：0032-0781

  83. 1P276 フラビン結合光センサー・BLUFドメインタンパク質Tl10078の光反応中間体10 Kでの同定(光生物 A) 視覚)

    福島 佳優, 岡島 公司, 柴田 穣, 池内 昌彦, 伊藤 繁

    生物物理　44　S98　2004年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.44.S98_4 　

  84. 2P261 藍色細菌Nostocヘテロシスト細胞内部の光化学系II : 共焦点レーザー顕微分光法による研究(光生物 B) 光合成)

    杉浦 花菜, 柴田 穣, 伊藤 繁

    生物物理　44　S175　2004年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.44.S175_1 　

  85. 2P256 フォルファチジルグリセロールを欠乏させたチラコイド膜における蛍光スペクトルとキネティクスの変化の観測(光生物 B) 光合成)

    小村 理行, 柴田 穣, Domonkos Ildiko, Gombos Zoltan, 和田 元, 伊藤 繁

    生物物理　44　S173　2004年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.44.S173_4 　

  86. 2P246 紅色光合成細菌アンテナ色素タンパク質複合体LH2のシリカ多孔体内吸着による安定化(光生物 B) 光合成)

    小田 一平, 柴田 穣, 梶野 勉, 福嶋 喜章, 岩井 覚司, 伊藤 繁

    生物物理　44　S171　2004年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.44.S171_2 　

  87. 5 Kピコ秒蛍光寿命測定によるPSII内のエネルギー移動の観測

    小村 理行, 柴田 穣, 伊藤 繁

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム 講演要旨集　2004　219-219　2004年

    出版者・発行元： 日本植物生理学会

    DOI： 10.14841/jspp.2004.0.219.0 　

    詳細を見る 詳細を閉じる

    光化学系II（PSII）は77 Kで685 nm（F685）、695 nm（F695）に蛍光ピークを示し、それぞれコアアンテナCP43、CP47上のクロロフィルaの蛍光とされる。シロイヌナズナ生葉のピコ秒領域での蛍光の減衰過程を77 Kよりさらに低い5 K、40 Kで測定し、F685、F695の他に687 nm付近にピークを持つ新しい成分（F687）の存在を確認した。温度が上がるとF687の減衰は速くなった。77 KでもF687は観測されるが、減衰が速くバンド幅も広がるため遅い時間領域ではF695と重なり識別できなかった。単離したホウレンソウPSII 、シアノバクテリアSynechosystis sp. PCC6803のチラコイド膜標品でも5 K-77 Kの範囲でF687は観測され、多くの種においてF687が存在することが確認された。シアノバクテリアは高等植物と比較しF685、F687、F695の減衰が速い。各蛍光バンドの立ち上がりと減衰の過程からPSII内の励起エネルギー移動のモデルを構築した。

  88. Simultaneous time resolution of the emission spectra of fluorescent proteins and zooxanthellar chlorophyll in reef-building coral 査読有り

    AM Gilmore, AWD Larkum, A Sallh, S Itoh, Y Shibata, C Bena, H Yamasaki, M Papina, R Van Woesik

    PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY　77　(5)　515-523　2003年5月

    DOI： 10.1562/0031-8655(2003)077<0515:STROTE>2.0.CO;2 　

    ISSN：0031-8655

  89. 共焦点レーザー顕微吸収・蛍光分光法によるシアノバクテリアNostocの細胞分化と1細胞の観察

    杉浦 花菜, 柴田 穣, 伊藤 繁

    生物物理　43　S198　2003年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.43.S198_4 　

  90. 単一クロロゾームの極低温蛍光スペクトル観測

    柴田 穣, 佐賀 佳央, 民秋 均, 伊藤 繁

    生物物理　43　S201　2003年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.43.S201_3 　

  91. Ultrafast charge separation from the S-2 excited state of directly linked porphyrin-imide dyads: First unequivocal observation of the whole bell-shaped energy-gap law and its solvent dependencies 査読有り

    N Mataga, H Chosrowjan, S Taniguchi, Y Shibata, N Yoshida, A Osuka, T Kikuzawa, T Okada

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A　106　(51)　12191-12201　2002年12月

    DOI： 10.1021/jp021522z 　

    ISSN：1089-5639

  92. 2D1500 光合成系IIアンテナタンパク質の共焦点レーザー顕微鏡による蛍光スペクトル観測(18.光生物(B)光合成,一般演題,日本生物物理学会第40回年会)

    柴田 穣, 小村 理行, 伊藤 繁

    生物物理　42　(2)　S109　2002年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.42.S109_1 　

  93. Ultrafast photoinduced reaction dynamics of photoactive yellow protein (PYP): observation of coherent oscillations in the femtosecond fluorescence decay dynamics 査読有り

    N Mataga, H Chosrowjan, Y Shibata, Y Imamoto, M Kataoka, F Tokunaga

    CHEMICAL PHYSICS LETTERS　352　(3-4)　220-225　2002年1月

    DOI： 10.1016/S0009-2614(01)01448-8 　

    ISSN：0009-2614

  94. First unequivocal observation of the whole bell-shaped energy gap law in intramolecular charge separation from S-2 excited state of directly linked porphyrin-imide dyads and its solvent-polarity dependencies 査読有り

    N Mataga, H Chosrowjan, Y Shibata, N Yoshida, A Osuka, T Kikuzawa, T Okada

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY　123　(49)　12422-12423　2001年12月

    DOI： 10.1021/ja010865s 　

    ISSN：0002-7863

  95. Excited-state dynamics of rhodopsin probed by femtosecond fluorescence spectroscopy 査読有り

    H Kandori, Y Furutani, S Nishimura, Y Shichida, H Chosrowjan, Y Shibata, N Mataga

    CHEMICAL PHYSICS LETTERS　334　(4-6)　271-276　2001年2月

    DOI： 10.1016/S0009-2614(00)01457-3 　

    ISSN：0009-2614

  96. Time-resolved hole-burning study on myoglobin: Fluctuation of restricted water within distal pocket 査読有り

    Y Shibata, H Ishikawa, S Takahashi, Morishima, I

    BIOPHYSICAL JOURNAL　80　(2)　1013-1023　2001年2月

    ISSN：0006-3495

  97. Femtosecond fluorescence dynamics of porphyrins; internal conversion, energy relaxation, and quantum beats 査読有り

    Y Shibata, H Chosrowjan, N Mataga, N Yoshida, A Osuka

    ULTRAFAST PHENOMENA XII　66　689-691　2001年

    ISSN：0172-6218

  98. Dynamics and mechanisms of ultrafast fluorescence quenching reactions of flavin chromophores in protein nanospace 査読有り

    N Mataga, H Chosrowjan, Y Shibata, F Tanaka, Y Nishina, K Shiga

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B　104　(45)　10667-10677　2000年11月

    DOI： 10.1021/jp002145y 　

    ISSN：1089-5647

  99. Effects of modification of protein nanospace structure and change of temperature on the femtosecond to picosecond fluorescence dynamics of photoactive yellow protein 査読有り

    N Mataga, H Chosrowjan, Y Shibata, Y Imamoto, F Tokunaga

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B　104　(21)　5191-5199　2000年6月

    DOI： 10.1021/jp994205+ 　

    ISSN：1089-5647

  100. Internal conversion and vibronic relaxation from higher excited electronic state of porphyrins: Femtosecond fluorescence dynamics studies 査読有り

    N Mataga, Y Shibata, H Chosrowjan, N Yoshida, A Osuka

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B　104　(17)　4001-4004　2000年5月

    DOI： 10.1021/jp9941256 　

    ISSN：1089-5647

  101. Femtosecond fluorescence studies on ultrafast reaction dynamics of photoactive proteins 査読有り

    N Mataga, H Chosrowjan, Y Shibata, Y Imamoto, F Tokunaga, F Tanaka

    JOURNAL OF LUMINESCENCE　87-9　821-823　2000年5月

    DOI： 10.1016/S0022-2313(99)00426-3 　

    ISSN：0022-2313

  102. Intramolecular energy relaxation and competing electron transfer in porphyrin-acceptor supermolecule systems 査読有り

    Y Shibata, H Chosrowjan, N Mataga, A Osuka

    JOURNAL OF LUMINESCENCE　87-9　757-759　2000年5月

    DOI： 10.1016/S0022-2313(99)00388-9 　

    ISSN：0022-2313

  103. 1A1415 時間分解ホールバーニング分光法で見るHorseradish Peroxidaseの構造揺らぎ

    柴田 穣

    生物物理　40　S8　2000年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.40.S8_3 　

    ISSN：0582-4052

  104. Conformational fluctuation of native-like and molten-globule-like cytochrome c observed by time-resolved hole burning 査読有り

    Y Shibata, H Takahashi, R Kaneko, A Kurita, T Kushida

    BIOCHEMISTRY　38　(6)　1802-1810　1999年2月

    DOI： 10.1021/bi981568b 　

    ISSN：0006-2960

  105. Solvent effects on conformational dynamics of Zn-substituted myoglobin observed by time-resolved hole-burning spectroscopy 査読有り

    Y Shibata, A Kurita, T Kushida

    BIOCHEMISTRY　38　(6)　1789-1801　1999年2月

    DOI： 10.1021/bi9815694 　

    ISSN：0006-2960

  106. Environmental effects on the femtosecond-picosecond fluorescence dynamics of photoactive yellow protein: Chromophores in aqueous solutions and in protein nanospaces modified by site-directed mutagenesis 査読有り

    H Chosrowjan, N Mataga, Y Shibata, Y Imamoto, F Tokunaga

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B　102　(40)　7695-7698　1998年10月

    DOI： 10.1021/jp982905t 　

    ISSN：1089-5647

  107. Rhodopsin emission in real time: A new aspect of the primary event in vision 査読有り

    H Chosrowjan, N Mataga, Y Shibata, S Tachibanaki, H Kandori, Y Shichida, T Okada, T Kouyama

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY　120　(37)　9706-9707　1998年9月

    DOI： 10.1021/ja981659w 　

    ISSN：0002-7863

  108. Ultrafast fluorescence quenching dynamics of flavin chromophores in protein nanospace 査読有り

    N Mataga, H Chosrowjan, Y Shibata, F Tanaka

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B　102　(37)　7081-7084　1998年9月

    DOI： 10.1021/jp982583t 　

    ISSN：1089-5647

  109. Real-time observation of conformational fluctuations in Zn-substituted myoglobin by time-resolved transient hole-burning spectroscopy 査読有り

    Y Shibata, A Kurita, T Kushida

    BIOPHYSICAL JOURNAL　75　(1)　521-527　1998年7月

    DOI： 10.1016/S0006-3495(98)77541-1 　

    ISSN：0006-3495

  110. Determination of Q(x)- and Q(y)-absorption bands of Zn-porphyrin derivatives contained in proteins by hole-burning spectroscopy 査読有り

    Y Shibata, T Kushida

    CHEMICAL PHYSICS LETTERS　284　(1-2)　115-120　1998年2月

    DOI： 10.1016/S0009-2614(97)01366-3 　

    ISSN：0009-2614

  111. Slow fluctuation in chromophore-solvent systems observed by time-resolved transient hole-burning spectroscopy 査読有り

    A Kurita, K Matsumoto, Y Shibata, T Kushida

    JOURNAL OF LUMINESCENCE　76-7　295-298　1998年2月

    DOI： 10.1016/S0022-2313(97)00293-7 　

    ISSN：0022-2313

  112. Femtosecond-picosecond fluorescence studies on excited state dynamics of photoactive yellow protein (PYP) and it's site-directed mutants 査読有り

    H Chosrowjan, Y Shibata, N Mataga, Y Imamoto, F Tokunaga

    ULTRAFAST PHENOMENA XI　63　684-686　1998年

    ISSN：0172-6218

  113. Temperature and solvent viscosity dependence of conformational dynamics of Zn-substituted myoglobin observed by nanosecond time-resolved transient hole-burning spectroscopy 査読有り

    Y Shibata, H Takahashi, A Kurita, T Kushida

    JOURNAL OF LUMINESCENCE　72-4　605-606　1997年6月

    DOI： 10.1016/S0022-2313(96)00394-8 　

    ISSN：0022-2313

  114. Structural relaxations in H-2-substituted myoglobin observed by temperature-cycling hole burning 査読有り

    Y Shibata, A Kurita, T Kushida

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS　104　(12)　4396-4405　1996年3月

    DOI： 10.1063/1.471191 　

    ISSN：0021-9606

  115. Transient hole-burning spectroscopy of Zn-protoporphyrin-substituted myoglobin 査読有り

    Y Shibata, A Kurita, T Kushida

    JOURNAL OF LUMINESCENCE　66-7　(1-6)　13-18　1995年12月

    DOI： 10.1016/0022-2313(95)00096-8 　

    ISSN：0022-2313

  116. 2-LEVEL SYSTEMS IN MYOGLOBIN PROBED BY NON-LORENTZIAN HOLE BROADENING IN A TEMPERATURE-CYCLING EXPERIMENT 査読有り

    A KURITA, Y SHIBATA, T KUSHIDA

    PHYSICAL REVIEW LETTERS　74　(21)　4349-4352　1995年5月

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.74.4349 　

    ISSN：0031-9007

︎全件表示 ︎最初の5件までを表示

MISC 20

  1. Protein-protected Au nanoclusters for deep-tissue imaging

    RZEZNICKA Izabela, SHIBATA Yutaka, FUKUMURA Hiroshi

    芝浦工業大学特別教育・研究報告集(CD-ROM)　2016　118‐121　2017年7月31日

    ISSN： 2185-7326

  2. 光合成系の光捕集過程を構造に立脚して理解する：理論と実験の融合で見えてきたこと

    柴田 穣

    日本物理学会誌　69　(9)　639-643　2014年9月

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 0029-0181

    詳細を見る 詳細を閉じる

    植物の光合成タンパク質には多くのクロロフィル(Chl)など色素分子が結合している.多数の色素のうちどれか一つが光子を吸収すると,励起状態はバケツリレー式のエネルギー移動により次々に隣の色素分子へと渡り,最終的に反応中心Chl(最初の電子供与体,Primary Donor)へと到達しそこで光誘起電子移動反応に使われる.この光捕集と呼ばれる過程を担うのは,1つのタンパク質あたり数十個結合するアンテナChlである.アンテナChlは光合成タンパク質に非常に密に詰め込まれており,その励起状態はもはや一つの分子に局在しているという描像では記述できず,多数の分子間に量子力学的に非局在化した励起状態を考える必要がある.21世紀に入り,植物型の光合成タンパク質の立体構造が次々に明らかにされた.一方,光合成タンパク質の光捕集過程を,上述した励起の非局在化を考慮しつつ構造情報に立脚して再現する微視的な理論的枠組みは,既に物理学者が概ね整備していた.具体的には,久保-豊沢のスペクトル形状理論,エネルギー移動のForster理論およびそれを非局在化した励起状態に拡張した一般化Forster理論,そして非局在化した励起状態間の緩和を取り扱うRedfield理論,などである.これらは摂動論的な理論であるが,適切に組み合わせることで調節パラメータなしに光合成系の光捕集ダイナミクスを定量的に再現することも原理的には可能である.しかし,現実には構造情報のみから予想することは困難なパラメータがある.タンパク質の低振動モードと電子励起状態とのカップリングを反映するスペクトル密度関数は,光学スペクトル形状の再現に必須でエネルギー移動速度を決める重要な因子であるが,構造情報からの予測は難しく実験から求めたものが利用されている.さらに困難なのは,タンパク質に結合する各Chl分子の励起状態のエネルギー(サイトエネルギー)を決定することである.タンパク質に結合する色素分子のサイトエネルギーを,構造情報から精度高く予測する量子化学的な手法は現在でも確立していない.現時点でサイトエネルギーを決める最も有効な手段は,吸収や蛍光,円偏光二色性,直線偏光二色性といった実験で得られる様々なスペクトルを最もよく再現するサイトエネルギーの組み合わせをフィッティングにより求めることである.この手法により,ようやく植物型光合成の光化学系IIタンパク質の光学スペクトルを概ね再現できる微視的理論モデルができてきた.とは言え,フィッティングから求められたサイトエネルギーの信頼性にはさらなる検証が必要であった.最近我々は,上述の微視的理論モデルを使って,光化学系IIのピコ秒時間分解蛍光ダイナミクスを再現することに成功した.5Kから180Kまでの広い温度領域で時間分解蛍光スペクトルを再現できたことは,この理論モデルがエネルギー移動経路などを概ね正しく再現していることを示している.こうした研究から,光化学系IIに存在するPrimary Donorよりも低い励起状態を持つアンテナChlが,既知のタンパク質構造中のどの分子であるかが解明された.低い励起状態を持つChlの生物学的な機能は何なのか,今後の研究による解明が待たれる.

  3. 開口数0.9を持つ極低温顕微鏡の開発

    柴田穣, 加藤渉, 浪江慶祐

    分光研究　63　(3)　103-105　2014年

    出版者・発行元： 日本分光学会

    ISSN： 0038-7002

  4. 26aXC-1 植物型光合成反応中心の光捕集過程 : 構造情報に基づく理解2(26aXC 化学物理1,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    柴田 穣, 西 俊輔, 川上 恵典, 沈 建仁, Renger Thomas

    日本物理学会講演概要集　68　(1)　414-414　2013年3月26日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  5. 光合成系での光捕集過程を構造に立脚して理解する

    柴田 穣

    光合成研究　21　(3)　128-134　2011年12月1日

    出版者・発行元： 日本光合成学会

    ISSN： 1884-2852

  6. 27pHC-12 結晶構造情報に基づくシミュレーションによる光化学系II反応中心の時間分解蛍光スペクトルの解析(27pHC 非線形光学/超高速現象,領域5(光物性))

    柴田 穣, 西 俊輔, 野地 智康, 川上 恵典, 沈 建仁, Renaer Thomas

    日本物理学会講演概要集　66　(1)　794-794　2011年3月3日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  7. 23pED-2 植物型光合成反応中心の光捕集過程 : 構造情報に基づく理解(23pED 光応答・化学反応・ダイナミクス,領域12(ソフトマター物理,化学物理,生物物理))

    柴田 穣, 西 俊輔, 山岸 篤史, 小村 理行

    日本物理学会講演概要集　65　(1)　409-409　2010年3月1日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  8. 光合成反応中心における光誘起電荷分離のエネルギーギャップ△Gの奇妙な温度依存性

    柴田 穣, 伊藤 繁, 池上 勇

    2008年12月1日

  9. 23pYD-2 極低温1分子蛍光の偏光異方性解析による、色素巨大会合体でできた光合成アンテナ複合体クロロゾーム内部の遷移双極子分布の解明(生物物理,領域12,ソフトマター物理,科学物理,生物物理)

    柴田 穣, 佐賀 佳央, 立石 新悟, 中林 正助, 民秋 均, 伊藤 繁

    日本物理学会講演概要集　63　(1)　357-357　2008年2月29日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  10. Investigation of Photoprotection Mechanism and Its Diversity in Dry Lichen Studied by Fluorescence Lifetime Analysis

    KOMURA Masayuki, SHIBATA Yutaka, IWASAKI Ikuko, ITOH Shigeru

    Journal of plant research　119　95-96　2006年12月1日

    ISSN： 0918-9440

  11. 15pTA-5 光合成アンテナ色素超分子クロロソームの極低温 1 分子観測(生物物理, 領域 12)

    柴田 穣, 佐賀 佳央, 民秋 均, 伊藤 繁

    日本物理学会講演概要集　59　(2)　313-313　2004年8月25日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  12. Temperature dependence of delayed-fluorescence dynamics of ether-treated PSI reaction center

    Y Shibata, T Kasahara, S Akai, S Itoh, Ikegami, I

    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY　45　S43-S43　2004年

    ISSN： 0032-0781

  13. 時間分解ホールバーニング分光法による蛋白質構造揺らぎの時間領域観測

    柴田 穣

    生物物理　40　(5)　331-335　2000年9月25日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.40.331 　

    ISSN： 0582-4052

    詳細を見る 詳細を閉じる

    Time-resolved transient hole-burning (TRTHB) spectroscopy is quite effective to elucidate the conformational fluctuation dynamics of protein in ns-ms time regime, which has not been investigated intensively so far. It has also great importance for the understanding of the molecular-level mechanism of protein functioning. TRTHB study on Zn-substituted myoglobin has clarified its highly non-exponential fluctuation dynamics. The time scale of the observed fluctuation is distributed over very wide range from ns to μs. The results underscore the utility of the present method to characterize conformational dynamics of protein.

  14. Time-Domain Observation of Conformational Fluctuation of Protein by Time-Resolved Hole-Burning Spectroscopy

    Yutaka Shibata

    Science Progress　83　193-208　2000年8月1日

  15. 22pZ-6 時間分解ホールバーニング分光による酵素蛋白質の構造揺らぎ

    柴田 穣

    日本物理学会講演概要集　55　(1)　282-282　2000年3月10日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  16. 水溶性ポルフィリン会合体のフェムト秒励起状態ダイナミクス

    三浦篤志, 松村和夫, 玉井尚登, CHOSROWJAN H, 柴田穣, 又賀昇

    光化学討論会講演要旨集　1999　1999年

  17. 26p-S-9 フェムト秒蛍光測定によるZnポルフィリン誘導体-ナフチルイミド超分子系の高励起状態からの電子移動ダイナミクス

    柴田 穣, コスロービアン ハイク, 又賀 昇, 大須賀 篤弘

    日本物理学会講演概要集　53　(2)　826-826　1998年9月5日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  18. 6p-YL-8 時間分解過渡的ホールバーニング分光による色素-溶媒系の遅い揺らぎの観察

    栗田 厚, 松本 一紀, 柴田 穣, 櫛田 孝司

    日本物理学会講演概要集　52　(2)　766-766　1997年9月16日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    ISSN： 1342-8349

  19. 1a-P-9 過渡的ホールバーニングによるZn置換ミオグロビンの構造揺らぎの観察II(統計力学・物性基礎論(化学物理,その他))

    柴田 穣, 栗田 厚, 櫛田 孝司

    日本物理学会講演概要集. 年会　51　(3)　603-603　1996年3月15日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

  20. 3p-E-4 ホールバーニング分光によるミオグロビンの構造揺らぎの研究

    柴田 穣, 栗田 厚, 櫛田 孝司

    日本物理学会講演概要集. 秋の分科会　1994　(3)　563-563　1994年8月16日

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

︎全件表示 ︎最初の5件までを表示

書籍等出版物 3

  1. 植物生理学・発生学

    Lincoln Taiz, Eduardo Zeiger, Ian Max Moller, Angus, Murphy

    講談社　2017年2月

  2. テイツ/ザイガー 植物生理学・発生学 第6版

    柴田 穣

    講談社　2017年

  3. 光合成のエネルギー変換と物質変換

    柴田 穣

    化学同人　2015年

共同研究・競争的資金等の研究課題 19

  1. 南極藻類に見つかったアップヒル型励起エネルギー移動メカニズムと進化プロセスの解明

    小杉 真貴子, 柴田 穣, 米田 勇祐

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：National Institute for Basic Biology

    2025年4月1日 ～ 2028年3月31日

  2. RNAプローブと網羅的単一分子分光による新規合成途上光合成色素タンパク質の解析

    柴田 穣

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    研究機関：Tohoku University

    2021年7月9日 ～ 2023年3月31日

    詳細を見る 詳細を閉じる

    本研究では、１００以上の色素を結合した複雑な構造を持つ光合成タンパク質のAssemblyの最初期に出来る複合体の分光解析を目指す。そのために、ターゲットとする光合成タンパク質のmRNAと相補的な配列を持ち、かつ蛍光色素でラベル化されたRNAプローブ分子を用いて、リボソームから排出された直後の光合成タンパク質を検出するとともに、単一分子分光法を用いてその分光解析を行うことを目指している。初年度の研究により、目的に合致するRNAプローブの設計を行い、コントロールとして用いるアンチセンス配列のものと一緒に購入した。同時に、同じ配列のDNAプローブや、RNAの安定性を向上させたLNA分子を含むプローブについても購入した。これまでに、これらのプローブを用いて、準備段階の実験を進めている。具体的な実験手順は以下の通りである。１）ターゲットとなる緑藻クラミドモナスを、光合成タンパク質が損傷する強光に一定時間晒して光合成タンパク質が活発に合成される条件とする。２）その後、細胞からチラコイド膜を抽出しRNAプローブを添加してインキュベートする。この際、ハイブリダイズしないはずのアンチセンス配列を添加したサンプルをコントロールとした。３）沈殿させたチラコイド膜の蛍光スペクトルを測定し、プローブの蛍光がセンス配列を持つプローブを添加したサンプルでコントロールサンプルより有意に強い蛍光を示す条件を探索する。この準備実験の結果、想定通りにプローブの蛍光が見られることが確認された。現在、より高いプローブ蛍光が見られる条件の探索を行っている。 一方、測定装置の改良も行ってきた。これまで、励起スペクトルを迅速に測定できる顕微鏡を開発してきており、この装置を本研究でも使用できるようにするため、極低温での使用を可能にする改造を行った。この結果、装置は極低温において順調に稼働している。

  3. ハイスループット単一分子分光による光合成タンパク質のassembly中間体の探索

    柴田 穣, 高橋 裕一郎, 鞆 達也

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Tohoku University

    2019年4月1日 ～ 2022年3月31日

    詳細を見る 詳細を閉じる

    光合成タンパク質が生体内で構築される機構を探るため、タンパク質の組み立て途上の様子を検出することを目指した。組み立て途上のタンパク質は、生体内では過渡的に生じる希少種であることから、検出は困難である。そこで、分子１個を観測する手法である単一分子検出法を応用し、生体から抽出した分子を全部測定する、という網羅的単一分子検出法という手法を開発した。今回の研究により、サンプル中にわずかにしか存在しない、しかし非常に重要な分子を同定する手法を確立することが出来た。

  4. 極低温顕微分光による光合成研究の新展開 競争的資金

    柴田 穣

    制度名：Grant-in-Aid for Scientific Research

    2015年4月 ～ 2018年3月

  5. 振電バンド観測による光合成タンパク質の１分子振動分光 競争的資金

    柴田 穣

    制度名：Grant-in-Aid for Scientific Research

    2015年9月 ～ 2017年9月

  6. 励起スペクトル−蛍光スペクトル同時取得可能な走査型光学顕微鏡の開発 競争的資金

    柴田 穣

    制度名：Grant-in-Aid for Scientific Research

    2014年4月 ～ 2016年3月

  7. 新開発の極低温蛍光顕微鏡で観測する光合成タンパク質の動的性質 競争的資金

    柴田 穣

    制度名：Grant-in-Aid for Scientific Research

    2012年4月 ～ 2015年3月

  8. 微気象観測と生理学的実験手法を用いた、南極陸上生物の生理生態の解明 競争的資金

    小杉 真貴子

    制度名：Grant-in-Aid for Scientific Research

    2012年4月 ～ 2014年3月

  9. １分子蛍光分光による光合成タンパク質の光捕集機構の解明 競争的資金

    柴田 穣

    制度名：研究援助金

    2012年4月 ～ 2013年3月

  10. 極低温２光子励起顕微鏡による光合成系光エネルギー捕集ダイナミクスの観測 競争的資金

    柴田 穣

    制度名：Grant-in-Aid for Scientific Research

    2009年4月 ～ 2012年3月

  11. 室温から極低温までのピコ・フェムト秒蛍光分光による光合成反応初期過程の研究 競争的資金

    柴田 穣

    制度名：Grant-in-Aid for Scientific Research

    2005年4月 ～ 2007年3月

  12. 新型低エネルギー光合成植物の作成:人為進化への試み 競争的資金

    伊藤 繁

    制度名：Grant-in-Aid for Scientific Research

    2005年4月 ～ 2007年3月

  13. 新型光合成の機能と構造から反応中心構築原理を探る 競争的資金

    伊藤 繁

    制度名：Grant-in-Aid for Scientific Research

    2003年4月 ～ 2005年3月

  14. 光合成タンパク質複合体の構造形成過程の追跡 競争的資金

    柴田 穣

    制度名：Grant-in-Aid for Scientific Research

    2002年4月 ～ 2004年3月

  15. 蛋白質ナノスペースにおいて超高速・高効率光反応が特異的に起こるのは何故か 競争的資金

    又賀 昇

    制度名：Grant-in-Aid for Scientific Research

    2001年4月 ～ 2003年3月

  16. フェムト秒蛍光測定による亜鉛クロロフィルを使う光合成生物の光化学反応の解析 競争的資金

    柴田 穣

    制度名：研究開発助成金

    2001年4月 ～ 2002年3月

  17. 時間分解ホールバーニング分光法を用いた蛋白質構造ダイナミクスの研究 競争的資金

    柴田 穣

    制度名：Grant-in-Aid for Scientific Research

    1999年4月 ～ 2001年3月

  18. 分子内プロトン移動過程における分子振動の選択的励起の効果 競争的資金

    柴田 穣

    1997年10月 ～ 2000年9月

  19. 時間分解ホ-ルバ-ニングによる蛋白質の構造ダイナミクスの研究 競争的資金

    柴田 穣

    制度名：Grant-in-Aid for Scientific Research

    1998年4月 ～ 1999年3月

︎全件表示 ︎最初の5件までを表示

社会貢献活動 1

  1. 化学への招待

    2012年8月3日 ～ 2012年8月4日

    詳細を見る 詳細を閉じる

    以下の３つの実習を行うことで、光と分子が出会った時に起こる現象について、理解を深める。光合成についての基礎も学ぶ。実習１：パセリの葉から光合成色素を抽出し、さらにカラムクロマトグラフィによりクロロフィルa、b、いくつかのカロテノイドに分離する。実習２：実習１で得られた色素溶液などを用いて、光と色の関係や部落ライトによる色素分子からの蛍光についての実験を行う。ルミノールを用いた化学発光についての実験も行う。実習３：野草の切片を作成し、蛍光顕微鏡を用いてその断面を観察する。クロロフィルからの蛍光像を観察することで、葉の内部での葉緑体の分布を知る。また、クロロフィル溶液にベンゾキノンを加えることで、蛍光が消光される実験を行い、電子移動との関係を学ぶ。ＶＭＤというソフトを使って、タンパク質分子の構造をモニター画面上に表示させ、自分で自由に動かすことを体験する。また、protein data bankへアクセスし、参加者が

その他 1

  1. １分子蛍光分光による光合成タンパク質の光捕集機構の解明

    詳細を見る 詳細を閉じる

    １分子蛍光分光による光合成タンパク質の光捕集機構の解明