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鉱物-水-アミノ酸相互作用についての分光学的研究

Research Project

Project/Area Number 12J05416
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Geochemistry/Astrochemistry
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

北台 紀夫  金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2012 – 2014-03-31
Project Status Declined (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywordsアミノ酸 / タンパク質 / 生命の起源 / グリシン / ペプチド / 化学進化 / 吸着 / ATR-IR / 赤外分光法 / 水
Research Abstract

生命の化学進化において, アミノ酸の重合化は重要なプロセスであり, これまで鉱物の促進効果を利用した多くの重合模擬実験が行われてきた. しかし, 過去の研究はそれぞれ大きく異なった実験条件化(温度, 継続時間, 含水量, アミノ酸/鉱物比など)で実験を行っており, 互いの結果を比較することが難しい. このため, 重合に有利な鉱物種の特定は未だなされていない. そこで本研究では, 様々な鉱物をアミノ酸と混合し, 同一条件下で加熱実験を行うことで, 重合を促進する鉱物の特徴についての評価を行った. アミノ酸としては最も単純な構造を持つグリシン(Gly)を, 鉱物としては非晶質シリカ, 石英, γアルミナ, αアルミナ, ヘマタイト, マグネタイト, ルチル, アナターゼ, フォルステライト(すべて人工物)を用いた. 実験方法としては, まず『鉱物表面積1nm^2辺りに10分子のGlyが存在する』という比率でGly水溶液と鉱物粉末を混合し, 3時間撹拌を行った. その後50℃に保ったオーブンで24時間乾燥させ, 生成したGly重合物および残存するGly量をHPLCで定量した. その結果, いずれの鉱物も重合物量を大きく増加させたが, 中でもルチルが最も促進効果が大きいことが分かった. ルチルは先行研究で全く注目されてこなかった鉱物であり, その重要性が本研究で初めて見いだされた. 加熱日数を変化させるなどの実験を行い, Glyの重合速度, 成分, 平衡量などに対する鉱物の影響についての, より詳細な評価を行った.

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2013 2012

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] Surface complexation modeling for sulfate adsorption on ferrihyd rite consistent with in situ infrared spectroscopic observations.2013

    • Author(s)
      Fukushi K., Aoyama K., Yang C. Kitadai N. and Nakashima S.
    • Journal Title

      Applied Geochemistry

      Volume: 36 Pages: 92-103

    • DOI

      10.1016/j.apgeochem.2013.06.013

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 生命の起源研究とそこから学んだこと2012

    • Author(s)
      北台紀夫
    • Journal Title

      日本有機地球化学会誌 ニュースレター

      Volume: 55 Pages: 7-9

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Effects of cations on the OH stretching band of water as studied by attenuated total reflection infrared (ATR-IR) spectroscopy.2013

    • Author(s)
      Kitadai N., Sawai T., Tonoue R., Nakashima S. and Fukushi K.
    • Organizer
      7th International Conference on Advanced Vibrational Spectroscopy
    • Place of Presentation
      Kobe, Japan
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] In-situ infrared spectroscopic observations on suface complexation modeling for sulfate adsorption on ferrihydrite.2013

    • Author(s)
      Yang C., Kitadai N. and Fukushi K.
    • Organizer
      7th International Conference on Advanced Vibrational Spectroscopy
    • Place of Presentation
      Kobe, Japan
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 様々な鉱物のGly重合促進効果についての実験的評価2013

    • Author(s)
      大西浩之, 北台紀夫, 福士圭介
    • Organizer
      2013年度日本地球化学会年会
    • Place of Presentation
      筑波
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] フェリバイトライトに吸着した硫酸表面錯体のその場分光観察2012

    • Author(s)
      楊晨, 北台紀夫, 福士圭介
    • Organizer
      日本地球惑星連合2012年大会
    • Place of Presentation
      千葉
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] In-situ spectroscopic observation of transformation of monohydrocalcite in aqueous solutions2012

    • Author(s)
      白井涼大, 北台紀夫, 福士圭介
    • Organizer
      日本地球惑星連合2012年大会
    • Place of Presentation
      千葉
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] フェリハイドライトに吸着した硫酸表面錯体のその場分光観察2012

    • Author(s)
      楊晨, 北台紀夫, 福士圭介
    • Organizer
      日本鉱物科学会2012年大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 水溶液中におけるモノハイドロカルサイト変質挙動のその場分光観察2012

    • Author(s)
      白井涼大, 北台紀夫, 福士圭介
    • Organizer
      日本鉱物科学会2012年大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Hydration - dehydration interactions between glycine and anhydrous salts : Implications for a chemical evolution of life2012

    • Author(s)
      Kitadai N., Yokoyama T. and Nakashima S.
    • Organizer
      The 9th East Asia International Workshop on Present Earth Surface Processes and Long-term Environmental Changes in East Asia - from Continent to Island Arc-
    • Place of Presentation
      神戸
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] In-situ infrared spectroscopic observations of surface complexation modeling for sulfate adsorption on ferrihydrite2012

    • Author(s)
      Yang C., Kitadai N. and Fukushi K.
    • Organizer
      The 9th East Asia International Workshop on Present Earth Surface Processes and Long-term Environmental Changes in East Asia - from Continent to Island Arc-
    • Place of Presentation
      神戸
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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