【研究室紹介】 朝倉研究室

生命理工学系にはライフサイエンスとテクノロジーに関連した様々な研究室があり、基礎科学と工学分野の研究のみならず、医学や薬学、農学等、幅広い分野で最先端の研究が活発に展開されています。

研究室紹介シリーズでは、ひとつの研究室にスポットを当てて研究テーマや研究成果を紹介。今回は、光駆動型反応デバイスの開発を行う、朝倉研究室です。

キーワード	生物電気化学、光励起電子移動、光水素発生反応、バイオ電池
Webサイト	朝倉研究室

研究紹介

生物の電子移動化学　～光と電気のバイオテクノロジー～

• 光と電気と生物

• 光と電気とバイオを融合した物質生産デバイス

生物のエネルギー生産の仕組みを利用し、光を使って物質を作る反応を研究しています。「光　→　電子　→　物質」の変換において、タンパク質を利用すると電気の流れに有利になり、また、物質変換に酵素を利用すると、反応が速いので、光のエネルギーを有効に利用できます。これらを使って、光と電気とバイオを融合させた光駆動型反応デバイスの開発をしています。

水から水素を生産する酵素を利用して、光水素発生の反応系をガラスの表面構築したデバイスを作っています。光を吸収する分子、電気を流す分子、酵素を規則正しくガラス表面に並べることによって、電気がスムーズに流れて効率の良い水素発生反応が進行します。

また、タンパク質内部の電気の流れを調べる新しい方法を開発しています。タンパク質に電気が流れる時の電流の向きや電気抵抗、電気容量を知ることによって、今後、戦略的に光駆動型反応デバイスを開発することができると考えています。

研究成果

代表論文

• [1] Shaw Nishizawa, and Noriyuki Asakura. Intramolecular electron transfer of [Ni-Fe]-hydrogenase monitored by spectroelectrochemistry with a porphyrin indicator. Chemistry Letters *2014 *43, 524-526
• [2] Sim Sanghoon Noriyuki Asakura. Analysis of a high redox potential heme in tetraheme cytochrome c₃ by direct electrochemistry. Electrochemistry Communications, 2013, 34, 161-164
• [3] Eisuke Kobayashi Yo Hirose, Toshiaki Kamachi, Kenji Tabata, Ichiro Okura, and Noriyuki Asakura. Investigation of the key heme in cytchrome c₃ to the electron pool effect by highly sensitive EQCM technique. Electrochemisty 2012 80 (5) 312
• [4] Noriyuki Asakura, Ryohei Goto Toshiaki Kamachi, Ichiro Okura. Electron transfer from hydrophobic porphyrin to hydrophilic viologen via the photoexcited singlet electron transfer. Chem. Let., 38, 2009, 1200-1201
• [5] Shin Iida, Noriyuki Asakura, Kenji Tabata, Ichiro Okura and Toshiaki Kamachi. Role of positive charge of lysine residue on cytochrome c₃ for electrostatic interaction with hydrogenase. Journal of Porphyrins and Phthalocyanines, 11(1), 2007, 66
• [6] Shin Iida, Noriyuki Asakura, Kenji Tabata, Ichiro Okura, and Toshiaki Kamachi. Incorporation of unnatural amino acid into cytochrome c₃ and specific viologen binding to the unnatural amino acid. ChemBioChem, 7, 2006, 1853-5
• [7] Noriyuki Asakura, Kara Mochizuki, Toshiaki Kamachi, and Ichiro Okura. Development of novel optical oxygen sensing system based on stationary T-T absorption. Measurement Science and Technology 17(6) 2006 1237-1241
• [8] Noriyuki Asakura, Toshiaki Kamachi, and Ichiro Okura. Motion of redox molecule in solution monitored by highly sensitive EQCM technique. Research on Chemical Intermediates 32(3-4), 2006, 341-355
• [9] Noriyuki Asakura, Toshiaki Kamachi, Ichiro Okura. "Direct monitoring of the electron pool effect of cytochrome c₃ by highly sensitive EQCM measurements" J. Biol. Inorg. Chem, 9, 2004, 1007-1016.
• [10] Noriyuki Asakura, Toshiaki Kamachi, Ichiro Okura. Application of electrochemical quartz crystal microbalance technique on direct monitoring of cytochrome c₃ function as the electron pool during intermolecular electron transfer. Analytical Biochemistry, 314, 2003, 153-157.

主な日本語総説

• [1] 朝倉則行　次世代のバイオ水素エネルギー開発　CSJカレントレビュー
  エネルギーから理解するバイオ水素生産 2014年　印刷中
• [2] 朝倉則行・大倉一郎 酵素ヒドロゲナーゼを用いた光水素発生反応
  月刊機能材料　2012年1月号
• [3] 南後守・朝倉則行　光合成の基礎　CSJカレントレビュー
  人工光合成と有機系太陽電池　2010年　7月5 7
• [4] 朝倉則行・大倉一郎 電子移動の秩序を守るタンパク質:
  化学2007, Vol.62　化学同人: 64-65

著書

• [1] 「生物物理化学」朝倉則行・蒲池利章・大倉一郎　化学同人　2008年

教員紹介

朝倉則行 講師　博士（工学）

2002年	日本学術振興会 特別研究員DC
2003年4月	東京工業大学 大学院生命理工学研究科 博士課程 修了
2003 - 2004年	オックスフォード大学 化学科 博士研究員
2004 - 2005年	筑波大学 大学院人間総合科学研究科 博士研究員
2005 - 2007年	東京工業大学 大学院生命理工学研究科 助手
2007年12月より	現職

教育活動

学部：物理化学第二、生物物理化学、酵素工学
大学院：生物物理学

所属学会

日本化学会、電気化学会

教員からのメッセージ

• 研究室と研究テーマ

※この内容は掲載日時点の情報です。最新の研究内容については研究室サイトをご覧ください。