光合成藻類が光を集める秘密を科学者たちが解明する

December 23, 2016 数百万年前から、光合成藻類は光を取り込む技術を磨いてきた。

その結果、彼らの集光システム（光を吸収してエネルギーに変えるタンパク質）は非常に強力になった。 エネルギーに変えるために光を吸収するタンパク質）は非常に強力である。

その結果、彼らの光捕集システム（光を吸収してエネルギーに変換するタンパク質）は非常に強力である。

このたびプリンストン大学の研究者たちが、光捕集率を高めるメカニズムを明らかにした。

この度、プリンストン大学の研究者が、クリプト藻類であるChroomonas Mesostigmaticaの集光率を高めるメカニズムを明らかにした。 mesostigmaticaの集光率を高めるメカニズムを明らかにした。この研究成果は、最近『Chem』誌に掲載された、 分子センサーや太陽エネルギー集熱器などの人工集光システムの設計に役立つ貴重な知見である。 分子センサーや太陽エネルギーコレクターのような人工集光システムの設計に貴重な示唆を与えるものである。

クリプト藻類は、多くの場合、太陽光の大部分を吸収する生物の下に生息している。

クリプト藻類は、太陽光線の大部分を吸収する生物の下に生息することが多い。

そのため、藻類は太陽の光を吸収しない波長の光で成長するように進化してきた。 その結果、上の生物が必要としない光の波長で成長するように進化した。

彼らはこの黄緑色の光エネルギーを集め、それを網目状に張り巡らされた水槽に通す。
この黄緑色の光エネルギーを集め、分子のネットワークを通して赤色光に変換する。 クロロフィル分子が重要な光合成を行うために必要なものである。 重要な光合成化学を行うために必要なものである。

科学者たちは、このエネルギー伝達のスピードにいつも魅了され、興味をそそられてきた。

科学者たちは、エネルギー移動のスピードにいつも魅了され、興味をそそられてきた。彼らの予測は常に、観測された速度の3倍ほど遅かった。

科学者たちは常に、エネルギー移動の速さに魅了され、興味をそそられてきた。

「
エネルギーがタンパク質の中を移動するタイムスケールである。 なぜこんなに速いのか理解できなかった。
「エネルギーがタンパク質中を移動するタイムスケールは、なぜそのプロセスが速いのか、我々には理解できなかった。 プリンストン大学の化学教授であるグレゴリー・ショールズは言う。

2010年、彼の研究チームは、この速い速度が量子コヒーレンスと呼ばれる現象によるものであることを発見した。 量子コヒーレンスと呼ばれる現象が原因であることを発見した。 分子が電子励起を共有し、古典物理学ではなく量子力学的確率法則に従ってエネルギーを伝達する 量子コヒーレンスと呼ばれる現象によるものであることを発見した。しかし コヒーレンスがどのように作用して速度が速くなるのかを正確に説明することはできなかった。 今までは。

研究チームは、超高速レーザーによって可能になった高度な方法を用いた。 分子の光吸収を測定し、系を通過するエネルギーの流れを追跡した。 エネルギーの流れを追跡した。

通常、吸収シグナルは重なり合う。 通常、吸収シグナルは重なり合うため、タンパク質複合体内の特定の分子に割り当てることは不可能である。 しかし研究チームは、タンパク質を極低温に冷却することで、シグナルをシャープにすることができた。 しかし、研究チームはタンパク質を極低温に冷却することで、シグナルを鮮明にすることができた。 Scholes研究室のポスドク研究員であるJacob Dean氏は言う。

研究者たちは、エネルギーが分子から分子へと移動するシステムを観察した。 高エネルギーの緑色光から低エネルギーの赤色光へと、分子から分子へとエネルギーが移動する様子を観察した。 余分なエネルギーは振動エネルギーとして失われる。その結果 振動共鳴（または振動）の「決定的な証拠」である特定のスペクトルパターンを示した。 ドナー分子とアクセプター分子の間の振動共鳴（または振動マッチング）の "決定的な証拠 "であることがわかった。 とディーンは言う。

振動マッチングのおかげで、エネルギーは他の方法よりもはるかに速く移動することができた。

振動が一致したおかげで、エネルギーは分子間で励起を分散させることで、他の方法よりもはるかに速く移動することができた。

そのおかげで、エネルギーは、励起を分子間に分散させることによって、そうでない場合よりもはるかに速く移動することができた。この効果は、以前に報告された 報告された量子コヒーレンスである。

このことを念頭に置いて、研究者たちは次のように計算し直した。

このことを念頭に置いて、研究者たちは予測を再計算した。 倍速くなった。

ショールズ研究室では、このメカニズムが他の光合成生物にもあるかどうかを調べるため、関連タンパク質を研究する予定である。 このメカニズムが他の光合成生物でも見られるかどうかを調査する予定である。

最終的には、科学者たちは、この頑強な光合成システムにヒントを得て、完璧なエネルギー移動を実現する光捕集システムを開発したいと考えている。
最終的には、この強固な光捕集タンパク質にヒントを得て、完璧なエネルギー伝達を行う光捕集システムを開発したい、と考えている。

科学者たちは、最終的には、光捕集タンパク質にヒントを得て、完璧なエネルギー移動を行う光捕集システムを開発したいと考えている。

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このメカニズムは、これらのタンパク質の最適性をさらに強力に示すものである。
「このメカニズムは、これらのタンパク質の最適性をさらに強力に示すものです。