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孤立気相系における核酸塩基-受容体相互作用の分子論的解明

Research Project

Project/Area Number 11J09470
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionYokohama City University

Principal Investigator

浦島 周平  横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2013: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords孤立気系 / 赤外振動分光 / 遷移極子モーメント / 偏光 / 核酸塩基ヌクレオシド / 直線偏光二色性 / 孤立気相系 / 遷移双極子モーメント / 生体分子
Research Abstract

【概要】本研究では、通常の赤外分光法では解析の困難な、振動数の近接したピークを帰属するための新たな赤外分光法の開発と生体分子への応用を目指した。昨年度末の時点では、アニリンを用いてこの新しい分光法の有用性を検討したが、理論計算との定量的な一致は達成されなかった。しかしながら、本年度はじめに実験条件と理論パラメータの最適化を行ったところ、理論計算が実験値を見事に再現した。そこで本年度はさらに、この手法を生体分子の一つであるグアノシン(Gs)へと応用した。
【Gsの構造決定の背景】Gsは核酸塩基グアニンに糖リボースが結合したヌクレオシドである。これまで孤立気相系においてグアニン類の構造を決定する試みは多くなされてきたが、グアニン塩基には多くの互変異性体が存在するため、それらをすべて区別することは困難であった。特に一つのOH基を持つenol体のGsには、そのOH基の配向により区別される2つの異性体が存在するが、このOH基の配向は赤外スペクトルにほとんど影響を与えないため、従来法では原理的に解析が困難である。一方、OH基の配向のみの異なるこれら二つの異性体はその電子励起寿命が10000倍以上も異なることが示唆されていることから、このOH配向の実験的解析は極めて重要である。
【結果】本研究で開発した分光法をGsに適用したところ、多くの振動モードのうち、少なくとも2つの振動モードでは実験値と計算値が精度よく一致することが確認された。この結果はOH基の配向を決定するのに十分であるが、今後その他の振動モードについても本手法を適用し、全ての振動モードにおいて理論値と実験値が一致することを確認する予定である。これにより、本手法の信頼性と有用性を広く世界にアピールできると考える。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(3 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2014 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Ab Initio Studies on the Photophysics of Uric Acid and Its Monohydrates : Role of the Water Molecule2014

    • Author(s)
      S. Yamazaki, S. Urashima, H. Saigusa, T. Taketsugu
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. A

      Volume: 118 Issue: 6 Pages: 1132-1141

    • DOI

      10.1021/jp411880z

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] IR-UV Double Resonance Spectroscopy as Implemented by Polarized Laser Schemes : Probing Orientations of Vibrational Transition Dipole Moments2013

    • Author(s)
      S. Urashima, M. Miyazaki, M. Fujii, H. Saigusa
    • Journal Title

      Chem. Lett.

      Volume: 42 Issue: 9 Pages: 1070-1072

    • DOI

      10.1246/cl.130425

    • NAID

      10031194345

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stacked base-pair structures of adenine nucleosides stabilized by the formation of hydrogen-bonding network involving sugar groups2013

    • Author(s)
      H. Asami, K. Yagi, M. Ohba, S. Urashima, H. Saigusa
    • Journal Title

      Chemical Physics

      Volume: vol.419 Pages: 84-89

    • DOI

      10.1016/j.chemphys.2013.01.038

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Controlling glycosyl bond conformation of guanine nucleosides : stabilization of the anti conformer in 5'-O-ethylguanosine2012

    • Author(s)
      H.Asami, S.Urashima, M.Tsukamoto, A.Motoda, Y.Hayakawa, H.Saigusa
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry Letters

      Volume: 3 Issue: 5 Pages: 571-575

    • DOI

      10.1021/jz300081e

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural identification of uric acid and its monohydrates by IR-UV double resonance spectroscopy2011

    • Author(s)
      H.Asami, S.Urashima, H.Saigusa
    • Journal Title

      Physical Chemistry Chemical Physics

      Volume: 13 Issue: 45 Pages: 20476-20480

    • DOI

      10.1039/c1cp22540e

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 孤立気相系における新しい直線偏光二色性分光法の開発と生体分子への応用2013

    • Author(s)
      浦島
    • Organizer
      第9回先端的レーザー分光の若手シンポジウム
    • Place of Presentation
      理化学研究所
    • Year and Date
      2013-12-03
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 赤外-紫外二重共鳴スペクトルの直線偏光二色性測定 : 遷移双極子モーメントの配向によるグアノシンの局所構造解析2013

    • Author(s)
      浦島、宮﨑、藤井、三枝
    • Organizer
      分子科学討論会2013
    • Place of Presentation
      京都テルサ
    • Year and Date
      2013-09-24
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 尿酸一水和物の光物理過程における水分子の役割2013

    • Author(s)
      山崎、浦島、三枝、武次
    • Organizer
      分子科学討論会2013
    • Place of Presentation
      京都テルサ
    • Year and Date
      2013-09-24
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Polarization Dependence of Depletion Intensity in IR-UV Double Resonance Spectroscopy : Comparison between Experimental and Theoretical Results2013

    • Author(s)
      浦島周平、宮崎充彦、藤井正明、三枝洋之
    • Organizer
      Core-to-Core International Program on Ionization Induced Switching
    • Place of Presentation
      マルセイユ大学
    • Year and Date
      2013-03-15
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] レーザー脱離法により気相孤立化したアデニン類の2光子共鳴イオン化検出 : アデノシンの単量体はなぜ観測されないか?2012

    • Author(s)
      浦島周平、大場正志、三枝洋之
    • Organizer
      分子科学討論会2012
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2012-09-19
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 尿酸及びその一水和物における光物理的挙動の理論的研究2012

    • Author(s)
      山崎祥平、浦島周平、三枝洋之
    • Organizer
      分子科学討論会2012
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2012-09-19
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 孤立気相分光による尿酸-メラミン錯体の微細構造決定2012

    • Author(s)
      浅見、浦島、三枝
    • Organizer
      分子科学討論会2012
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2012-09-18
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Stacked Base Pairing of Adenine Nucleosides as Revealed by IR Vibrational Spectroscopy2012

    • Author(s)
      浦島周平、浅見祐也、三枝洋之
    • Organizer
      Gordon Research Conference 2012-Molecular and Ionic Clusters
    • Place of Presentation
      フォーポイント・シェラトン(カリフォルニア)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Isomer separation for hydrated clusters of biomolecule by selective vibrational excitation2011

    • Author(s)
      浦島周平、浅見祐也、三枝洋之
    • Organizer
      平成23年度日本分光学会年次講演会
    • Place of Presentation
      理化学研究所横浜研究所(神奈川)
    • Year and Date
      2011-12-01
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] レーザー脱離法により気相孤立化した尿酸及びその一水和物の異性体構造2011

    • Author(s)
      浦島周平、浅見祐也、三枝洋之
    • Organizer
      分子科学討論会2011
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • Year and Date
      2011-09-21
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://laser.sci.yokohama-cu.ac.jp/

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://laser.sci.yokohama-cu.ac.jp/

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://laser.sci.yokohama-cu.ac.jp/index.htm

    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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