2015 Fiscal Year Annual Research Report
気相分光による水素結合系の構造多様性と水和ダイナミクスの解明
| Project Area | Science on Function of Soft Molecular Systems by Cooperation of Theory and Experiment |
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| Project/Area Number |
25104008
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
藤井 正明 東京工業大学, ソリューション研究機構, 教授 (60181319)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮崎 充彦 東京工業大学, 資源化学研究所, 助教 (00378598)
石内 俊一 東京工業大学, 資源化学研究所, 助教 (40338257)
石川 春樹 北里大学, 理学部, 教授 (80261551)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | 分子分光 / レーザー分光 / 原子・分子物理 / 分子クラスター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
種々のポリペプチドや有機ソフト系分子集合体などに気相分光の手法を適用するために、エレクトロスプレー法と冷却イオントラップを組み合わせた分光装置を開発した。冷却イオントラップには新規に開発した銅製の四重極イオントラップを用いることで、イオンの冷却効率をの飛躍的向上に成功した。これにより、極低温イオンのコンフォマー選別した電子スペクトルの測定が可能になった。
本装置を用いて、カテコールアミン神経伝達物質、そのレセプタータンパク質の結合部位部分ペプチド、及びそれらの複合体のコンフォマー選別した赤外スペクトルの測定に成功した。カテコールアミン神経伝達物質であるアドレナリンは、単体ではカテコールOH基が分子ない水素結合を形成しているが、レセプタータンパク質の結合部位部分ペプチドと複合体を形成すると、２種類のコンフォメーションを取り、片方を分子内水素結合を形成したまま、もう片方は分子ない水素結合が消滅し、両方のカテコールOH基がペプチドと強い水素結合を形成した構造を取ることが明らかに成った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
銅製イオントラップの導入により、イオンの高い冷却効率が得られ、高S/Nのスペクトル測定が可能になった。これにより、ペプチドやそれを含む複合体のコンフォメーション選別したスペクトルを比較的容易に高分解能で測定できる様になり、実験のスループットが飛躍的に向上した。その結果、理論解析がそれに追いつかない状況であり、今後、さらなる加速を図りたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
比較的大きな分子系に対する測定法はほぼ確立したが、それらの水和クラスターの生成が現有装置では難しいことが分かってきた。水和クラスターを脱溶媒を目的としたエレクトロスプレーイオン源で生成するのは、そもそも矛盾しており、不可能ではないにしても条件制御が非常に難しい。そこで、エレクトロスプレーで脱溶媒したイオンを真空中に導入し、反応セル（水和セル）を通過させることで、真空中で水和クラスターを生成させる。そのために、現有装置に水和セルとして温度可変イオントラップを増設する。これにより、神経伝達物質やペプチド及びその複合体の水和クラスターを生成し、それらの構造に対する水和の効果を検討する。
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[Journal Article] Trapped Hydronium Radical Produced by UV Excitation of Substituted Aromatic Molecule2015
Author(s)
F. J. Hernandez, M. C. Capello, A. Naito, S. Manita, K. Tsukada, M. Miyazaki, M. Fujii, M. Broquier, G. Gregoire, C. Dedonder-Lardeux, C. Jouvet, G. A. Pino
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Journal Title
J. Phys. Chem. A
Volume: 119
Pages: 12730-12735
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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