大阪市立大学 研究者要覧


川上 恵典(カワカミ ケイスケ)KAWAKAMI Keisuke

  • 所属研究科・専攻:複合先端研究機構 職名:特任准教授
更新日:2016/01/20

プロフィール

主な取得学位

  • 理学博士

主な専門分野

  • 光化学系IIの構造生物学

現在の研究概要

  • 光化学系II複合体(PSII)は、植物や藻類などのチラコイド膜内に存在する膜蛋白質の1つで、地球上に生存する多くの生命が生きていく上で必要としている分子状酸素を、太陽光エネルギーを利用して形成している。分子状酸素はPSII内の酸素発生中心(OEC: Oxygen-Evolving Center)において水が分解されることで形成されるが、その水分解・酸素発生機構は未だ詳しく理解されておらず、水から電子を引く抜く機能を持つOECを人工的に作製する研究が進んでいる。本研究では、PSIIの酸素発生の原理機構を解明するとともに、PSIIの酸素発生機構を模倣した人工錯体作製の研究に重要な知見を提供することを目的としている。

主な経歴

取得学位

  • 理学博士

現在の主な研究課題

現在の専門分野

  • 光化学系IIの構造生物学

現在の研究課題

  • 課題名:光化学系IIの構造生物学
    研究分野:植物生理、構造生物化学
    キーワード:光化学系II、結晶構造解析、酸素発生

現在の研究概要

  • 光化学系II複合体(PSII)は、植物や藻類などのチラコイド膜内に存在する膜蛋白質の1つで、地球上に生存する多くの生命が生きていく上で必要としている分子状酸素を、太陽光エネルギーを利用して形成している。分子状酸素はPSII内の酸素発生中心(OEC: Oxygen-Evolving Center)において水が分解されることで形成されるが、その水分解・酸素発生機構は未だ詳しく理解されておらず、水から電子を引く抜く機能を持つOECを人工的に作製する研究が進んでいる。本研究では、PSIIの酸素発生の原理機構を解明するとともに、PSIIの酸素発生機構を模倣した人工錯体作製の研究に重要な知見を提供することを目的としている。

主要な研究業績

著書・論文

  • Application of Peptide Gemini Surfactants as Novel Solubilization Surfactants for Photosystems I and II of Cyanobacteria
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2013年
    出版社:Langmuir
    巻/号、頁:29巻11667-11680頁
    共著者名:Kkoeda et al.
  • Photosystem II does not possess a simple excitation energy funnel: time-resolved fluorescence spectroscopy meets theory
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2013年
    出版社:J Am Chem Soc.
    巻/号、頁:135巻6903-6914頁
    共著者名:Shibata et al.
  • Structure of Sr-substituted photosystem II at 2.1 A resolution and its implications in the mechanism of water oxidation
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2013年
    出版社:Proc. Natl. Acad. Sci. USA
    巻/号、頁:10巻3889-3894頁
    共著者名:Koua et al.
  • Full geometry optimizations of the mixed-valence CaMn4O4X(H2O)4 (X=OH or O) cluster in OEC of PS II: Degree of symmetry breaking of the labile Mn-X-Mn bond revealed by several hybrid DFT calculations
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2013年
    出版社:International Journal of Quantum Chemistry
    巻/号、頁:113巻525-541頁
    共著者名:Yamaguchi et al.
  • The nature of chemical bonds of the CaMn4O5 cluster in oxygen evolving complex of photosystem II: Jahn-Teller distortion and its suppression by Ca doping in cubane structures
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2013年
    出版社:International Journal of Quantum Chemistry
    巻/号、頁:113巻453-473頁
    共著者名:Yamaguchi et al.
  • Theoretical illumination of water-inserted structures of the CaMn4O5 cluster in the S2 and S3 states of oxygen-evolving complex of photosystem II: full geometry optimizations by B3LYP hybrid density functional
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2012年
    出版社:Dalton Trans.
    巻/号、頁:41巻13727-13740頁
    共著者名:Isobe et al.
  • Electronic and spin structures of the CaMn4O5(H2O)4 cluster in OEC of PSII refined to 1.9Å X-ray resolution
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2012年
    出版社:Advances in Quantum Chemistry
    巻/号、頁:64巻121-187頁
    共著者名:Yamanaka et al.
  • Deformation of chlorin rings in the photosystem II crystal structure
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2012年
    出版社:Biochemistry
    巻/号、頁:51巻4290-4299頁
    共著者名:Saito et al.
  • Structure and reactivity of the mixed-alence CaMn4O5(H2O)4 and CaMn4O4(OH)(H2O)4 clusters at oxygen evolution complex of photosystem II. Hybrid DFT (UB3LYP and UBHANDHLYP) calculations
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2012年
    出版社:International Journal of Quantum Chemistry
    巻/号、頁:112巻321–343頁
    共著者名:Yamanaka et al.
  • Possible mechanisms of water splitting reaction based on proton and electron release pathways revealed for CaMn4O5 cluster of PSII refined to 1.9 Å X-ray resolution
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2012年
    出版社:International Journal of Quantum Chemistry
    巻/号、頁:112巻253–276頁
    共著者名:Saito et al.
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  • Application of Peptide Gemini Surfactants as Novel Solubilization Surfactants for Photosystems I and II of Cyanobacteria
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2013年
    出版社:Langmuir
    巻/号、頁:29巻11667-11680頁
    共著者名:Kkoeda et al.
  • Photosystem II does not possess a simple excitation energy funnel: time-resolved fluorescence spectroscopy meets theory
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2013年
    出版社:J Am Chem Soc.
    巻/号、頁:135巻6903-6914頁
    共著者名:Shibata et al.
  • Structure of Sr-substituted photosystem II at 2.1 A resolution and its implications in the mechanism of water oxidation
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2013年
    出版社:Proc. Natl. Acad. Sci. USA
    巻/号、頁:10巻3889-3894頁
    共著者名:Koua et al.
  • Full geometry optimizations of the mixed-valence CaMn4O4X(H2O)4 (X=OH or O) cluster in OEC of PS II: Degree of symmetry breaking of the labile Mn-X-Mn bond revealed by several hybrid DFT calculations
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2013年
    出版社:International Journal of Quantum Chemistry
    巻/号、頁:113巻525-541頁
    共著者名:Yamaguchi et al.
  • The nature of chemical bonds of the CaMn4O5 cluster in oxygen evolving complex of photosystem II: Jahn-Teller distortion and its suppression by Ca doping in cubane structures
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2013年
    出版社:International Journal of Quantum Chemistry
    巻/号、頁:113巻453-473頁
    共著者名:Yamaguchi et al.
  • Theoretical illumination of water-inserted structures of the CaMn4O5 cluster in the S2 and S3 states of oxygen-evolving complex of photosystem II: full geometry optimizations by B3LYP hybrid density functional
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2012年
    出版社:Dalton Trans.
    巻/号、頁:41巻13727-13740頁
    共著者名:Isobe et al.
  • Electronic and spin structures of the CaMn4O5(H2O)4 cluster in OEC of PSII refined to 1.9Å X-ray resolution
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2012年
    出版社:Advances in Quantum Chemistry
    巻/号、頁:64巻121-187頁
    共著者名:Yamanaka et al.
  • Deformation of chlorin rings in the photosystem II crystal structure
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2012年
    出版社:Biochemistry
    巻/号、頁:51巻4290-4299頁
    共著者名:Saito et al.
  • Structure and reactivity of the mixed-alence CaMn4O5(H2O)4 and CaMn4O4(OH)(H2O)4 clusters at oxygen evolution complex of photosystem II. Hybrid DFT (UB3LYP and UBHANDHLYP) calculations
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2012年
    出版社:International Journal of Quantum Chemistry
    巻/号、頁:112巻321–343頁
    共著者名:Yamanaka et al.
  • Possible mechanisms of water splitting reaction based on proton and electron release pathways revealed for CaMn4O5 cluster of PSII refined to 1.9 Å X-ray resolution
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2012年
    出版社:International Journal of Quantum Chemistry
    巻/号、頁:112巻253–276頁
    共著者名:Saito et al.
  • Distribution of the cationic state over the chlorophyll pair of photosystem II reaction center
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2011年
    出版社:J. Am. Chem. Soc.
    巻/号、頁:133巻14379-14388頁
    共著者名:Saito et al.
  • Possible mechanisms for the O-O bond formation in oxygen evolution reaction at the CaMn4O5(H2O)4 cluster of PSII refined to 1.9 A X-ray resolution
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2011年
    出版社:Chem. Phys., Lett.
    巻/号、頁:511巻138-145頁
    共著者名:Yamanaka et al.
  • S1-state model of the O2-evolving complex of photosystem II
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2011年
    出版社:Biochemistry
    巻/号、頁:50巻6308-6311頁
    共著者名:Luber et al.
  • Structural-functional role of chloride in photosystem II
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2011年
    出版社:Biochemistry
    巻/号、頁:50巻6312-6315頁
    共著者名:Rivalta et al.
  • Structure of the catalytic, inorganic core of oxygen-evolving photosystem II at 1.9 Å resolution
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2011年
    出版社:J. Photochem. Photobiol. B
    巻/号、頁:104巻9-18頁
    共著者名:Kawakami et al.
  • Crystal structure of oxygen-evolving photosystem II at a resolution of 1.9 Å
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2011年
    出版社:Nature
    巻/号、頁:473巻55-60頁
    共著者名:Umena et al.
  • Labile electronic and spin states of the CaMn4O5 cluster in the PSII system refined to the 1.9 Å X-ray resolution. UB3LYP computational results
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2011年
    出版社:Chem. Phys. Lett.
    巻/号、頁:506巻98-103頁
    共著者名:Kanda et al.
  • Roles of PsbI and PsbM in photosystem II dimer formation and stability studied by deletion mutagenesis and X-ray crystallography
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2011年
    出版社:Biochim. Biophys. Acta
    巻/号、頁:1807巻319-325頁
    共著者名:Kawakami et al.
  • Photosynthetic oxygen evolution in mesoporous silica material: Adsorption of photosystem II reaction center complex into 23-nm nanopores in SBA
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2011年
    出版社:Langmuir
    巻/号、頁:27巻705-713頁
    共著者名:Noji et al.
  • Structural and functional studies on Ycf12 (Psb30) and PsbZ deletion mutants from a thermophilic cyanobacterium
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2010年
    出版社:Biochim. Biophys. Acta
    巻/号、頁:1797巻278-284頁
    共著者名:Takasaka et al.
  • Location of chloride and its possible functions in oxygen-evolving photosystem II revealed by X-ray crystallography
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2009年
    出版社:Proc. Natl. Sci. USA
    巻/号、頁:106巻8567-8572頁
    共著者名:Kawakami et al.
  • Acceptor side effects on the electron transfer at cryogenic temperatures in intact photosystem II
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2008年
    出版社:Biochim. Biophys. Acta
    巻/号、頁:1777巻1109-1115頁
    共著者名:Bao et al.
  • X-ray crystallographic and biochemical characterizations of a mutant Photosystem II complex from Thermosynechococcus vulcanus with the psbTc gene inactivated by an insertion mutation
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2008年
    出版社:J. Synchrotron Rad.
    巻/号、頁:15巻304-307頁
    共著者名:Henmi et al.
  • Location of PsbY in oxygen-evolving photosystem II revealed by mutagenesis and X-ray crystallography
    種別:論文
    単著・共著別:共著
    出版年月:2007年
    出版社:FEBS Lett
    巻/号、頁:581巻4983-4987頁

研究費獲得実績

科研費補助金獲得実績

  • 研究課題名:シアノバクテリア光化学系II複合体に関する構造生物学的研究
    研究種目:植物生理・分子
    代表者区分:代表者
    申請年度:2009年
    研究期間:2010年~2012年
    獲得金額【直接経費】:
    1年目 1,000(千円)
    2年目 900(千円)
    獲得金額【間接経費】:
    1年目 0(千円)
  • 研究課題名:光化学系2複合体の構造生物学
    研究種目:植物分子生物・生理学
    代表者区分:代表者
    申請年度:2011年
    研究期間:2012年04月
    獲得金額【直接経費】:
    1年目 9,750(千円)
    2年目 2,730(千円)
    獲得金額【間接経費】:
    1年目 2,250(千円)
    2年目 630(千円)

競争的研究資金獲得実績

  • 名称:CREST(戦略的創造研究推進事業)
    研究課題名:植物の環境適応を実現する過渡的超分子複合体の構造基盤
    代表者区分:分担者
    研究期間:2013年10月~2018年09月
    形態:受託研究
    獲得金額【直接経費】:
    1年目 2,250(千円)
    獲得金額【間接経費】:
    1年目 675(千円)

学会活動

所属学会

  • 学会名:国際結晶学連合
  • 学会名:国際光合成会議
  • 学会名:日本蛋白質科学会
  • 学会名:日本植物生理学会

産学官連携可能情報

専門分野

  • 光化学系IIの構造生物学

所属研究部門

  • 複合先端研究機構

現在の研究課題

  • 課題名:光化学系IIの構造生物学
    研究分野:植物生理、構造生物化学
    キーワード:光化学系II、結晶構造解析、酸素発生

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