光合成系の光捕集に関する理論的解析

 

氏名:鬼頭 宏任¹,木村 明洋²

所属:近畿大学 理工学部¹,名古屋大学大学院 理学研究科²

概要:緑色硫黄細菌の光合成反応中心の光捕集機構を理論的に解析した。予め量子化学計算によって決定したクロロフィル色素の遷移電荷とクライオ電顕・構造情報を基に、Poisson方程式を数値的に解くことで色素サイト間の励起子結合強度を計算した。その結果、吸収・CDスペクトルの実験結果を再現する励起子モデルの構築に成功し、励起エネルギーが色素サイト間をどのように移動するかを理論的に明らかにした。
一般化スピンマッピング法を実装した準古典法プログラムを開発し、FMO光合成アンテナ蛋白質3量体・24サイトモデルの励起エネルギー移動を、SQUID汎用CPUノード群・4ノード並列で40ピコ秒間シミュレートすることに成功した。

 

論文掲載,発表実績:
(学術雑誌掲載論文)

  • Akihiro Kimura, Hirotaka Kitoh-Nishioka, Toru Kondo, Hirozo Oh-oka, Shigeru Itoh, and Chihiro Azai, “Experimental and Theoretical Mutation of Exciton States on the Smallest Type-I Photosynthetic Reaction Center Complex of a Green Sulfur Bacterium Chlorobaclum tepidum”, The Journal of Physical Chemistry B, Vol.128, No.3, pp. 731-743, Jan 2024
  • 鬼頭宏任, 梅垣俊仁, 西山陽大, 田中成典, “量子開放系に対する準古典マッピング動力学シミュレーション”, 理論化学会誌「フロンティア」, Vol.5, No.4, pp.261-269, Oct 2023.

 




Posted : 2024年03月31日