光受容タンパクの機能発現メカニズム解明に向けた高速THzオペランド計測システム開発

• Project/Area Number: 24K03215
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 80040:Quantum beam science-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 黒田 隆之助 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, ラボチーム長 (70350428)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 寺澤 英知 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 産総研特別研究員 (00993015) ; 佐藤 大輔 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (40780086) ; 小川 博嗣 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (60356699) ; 坂上 和之 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (80546333)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,330,000 (Direct Cost: ¥14,100,000、Indirect Cost: ¥4,230,000); Fiscal Year 2026: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2025: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000); Fiscal Year 2024: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
• Keywords: テラヘルツ分光 / ポンプ・プローブ計測 / タンパク質計測 / レーザー技術

Outline of Research at the Start

本研究では光受容タンパク質（ロドプシン等）の機能発現メカニズム解明を目指した高速THzオペランド計測システムの開発を行う。フェムト秒レーザーベースのTHz光と白色ポンプ光によりスペクトル計測を実施し、ロドプシン等に適したポンプ光波長を選定する。次に、加速器光源なども併用し、溶液セルの動的測定が可能なポンププローブ・シングルショット分光システムを開発する。このシステムによりロドプシン等の機能発現挙動として、例えば含有するレチナールの高速光吸収による異性化（数100フェムト秒～数ピコ秒）からタンパク質全体のねじれ熱変性過程（ピコ秒～ナノ秒以降）に至る動的な水和層変化などを明らかにすることを目指す。