Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
いかなる生命現象も突き詰めるとタンパク質が駆動する化学反応がもとになっている。したがって、生命とは何か?という問いに答えるためには、タンパク質の機能メカニズムを明らかにする必要がある。この目的のためにはタンパク質の立体構造とダイナミクスの情報が不可欠である。本研究の目的は、タンパク質の構造ダイナミクスを研究するための微量高速混合装置の試作である。構想では、2つのインクジェットヘッドから高速(1~10 m/s)で吐出される微量(100 pL~1 nL)の酵素および基質をそれぞれ含む液滴を衝突させることによって混合し、酵素反応を開始させて時間軸に沿って追跡する。インクジェットヘッドは、ピエゾ素子に電圧パルス(第1パルス、第2パルス)を印加して液滴を吐出する。これらの電圧パルスの幅はそれぞれ110 μs, 15 μs程度であり、遅延時間は50 μsである。電圧は30 V程度である。これらの最適な値は、液体の粘度と表面張力により異なるため、脱イオン水、緩衝液、界面活性剤入り緩衝液、タンパク質水溶液についてそれぞれ試行錯誤により求めた。次に液滴の吸収スペクトルを測定するための光学系を組み立て、酸素化型ミオグロビン液滴の吸収スペクトルを測定して試した。その結果、800 pmol以下の試料で測定可能であることがわかった。さらに、2台のインクジェットヘッドをそれぞれxyzθ軸微動ステージに固定したミキサーを製作した。そして、2つの液滴の衝突・混合を行った。一方、微量試料(80 μl)用吸い上げ式ヘッドについては、電圧パルス印加前に試料溶液が流れ出さないよう保持するために±5 kPa程度の安定した微圧を発生する必要があり、そのための微圧発生装置を組立てた。それを用いて吸い上げ式ヘッドによる液滴の吐出に成功した。以上により、ピエゾ式インクジェットヘッドの用いた液滴混合装置の試作に成功した。
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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All Journal Article (24 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results, Peer Reviewed: 24 results, Acknowledgement Compliant: 8 results, Open Access: 8 results) Presentation (48 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results, Invited: 8 results)
Chemistry A European Journal
Volume: 17 Issue: 17 Pages: 1-14
10.1002/chem.201600048
Chem. Sci.
Volume: 7 Issue: 4 Pages: 2896-2906
10.1039/c5sc04825g
The Journal of Biological Chemistry
Volume: 291 Issue: 8 Pages: 4187-4184
10.1074/jbc.m115.680553
Inorg. Chem.
Volume: 55 Issue: 4 Pages: 1542-1550
10.1021/acs.inorgchem.5b02395
Volume: 55 Issue: 4 Pages: 1613-1622
10.1021/acs.inorgchem.5b02520
J. Synchro. Rad.
Volume: 23 Issue: 1 Pages: 334-338
10.1107/s1600577515018275
Danton Trans.
Volume: 45 Issue: 2 Pages: 469-473
10.1039/c5dt04088d
J. Am. Chem. Soc.
Volume: 137 Issue: 34 Pages: 10870-10873
10.1021/jacs.5b04104
Chem Commun (Camb)
Volume: 51 Issue: 62 Pages: 12407-12410
10.1039/c5cc03520a
PLoS One
Volume: 10 Issue: 8 Pages: e0135080-e0135080
10.1371/journal.pone.0135080
Volume: 54 Issue: 13 Pages: 6176-6183
10.1021/acs.inorgchem.5b00294
Angewandte Chemie International Edition
Volume: 54 Issue: 25 Pages: 7336-7339
10.1002/anie.201502367
Chem. Lett.
Volume: 44 Issue: 8 Pages: 1142-1144
10.1246/cl.150384
130005092608
Bu.. Chem. Soc. Jpn
Volume: 88 Issue: 4 Pages: 591-596
10.1246/bcsj.20140367
130005064988
Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A.
Volume: 112 Issue: 5 Pages: 1553-1558
10.1073/pnas.1419767112
Chemical Science
Volume: 6 Issue: 2 Pages: 945-955
10.1039/c4sc02285h
120007130469
Biochimica et Biophysica Acta
Volume: 1847 Issue: 1 Pages: 86-97
10.1016/j.bbabio.2014.08.002
Biochemistry
Volume: 53 Issue: 40 Pages: 6382-6391
10.1021/bi501022j
Inorganic Chemistry
Volume: 53 Issue: 19 Pages: 10195-10202
10.1021/ic501181k
Volume: 53 Issue: 17 Pages: 9156-9165
10.1021/ic5011924
Volume: 53 Issue: 16 Pages: 8786-8794
10.1021/ic501461n
Bull. Chem. Soc. Jpn.
Volume: 87 Issue: 8 Pages: 905-911
10.1246/bcsj.20130331
130004153305
Nature Methods
Volume: 11 Issue: 7 Pages: 734-736
10.1038/nmeth.2962
Angewant Chemie Intl. Edi.
Volume: 53 Issue: 25 Pages: 6388-6392
10.1002/anie.201402537