2017 Fiscal Year Annual Research Report
Structural diversity and hydration dynamics of hydrogen bonding system studied by gas-phase spectroscopy
| 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, 科学技術創成研究院, 教授 (60181319)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮崎 充彦 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (00378598)
石内 俊一 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (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 / コンフォメーション解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度開発した水和クラスター生成用の温度可変イオントラップをさらに改良し、大きなサイズの水和クラスターの生成が可能になった。これを神経ペプチドの１つであるオキシトシンに適用し、水和によるペプチドの構造変化を赤外分光により追跡した。オキシトシンは環状ペプチドで環状部と鎖状部を持つが、オキシトシン単体では環状部と鎖状部が水素結合を軽視しているのに対して、水分子が１個水素結合するとその水素結合が阻害されることが分かった。さらに水分子を付加しても赤外スペクトルに大きな変化はなく、１個の水分子の水和がペプチドの構造変化の鍵になっていることが明らかになった。
上述の赤外分光は赤外吸収に伴うイオンの解離を検出することでスペクトルを測定するが、この方法では、通常の赤外吸収分光と同様に、複数の異性体が共存すると、それらの赤外スペクトルの重ね合わせが観測される。そこで、異性体ごとの赤外スペクトルを分離して観測できる赤外・赤外二重共鳴分光法を開発した。この方法では、まず第１の赤外レーザーの波長を特定の赤外吸収バンドに固定し、そのとき生成する解離イオンを検出する。解離イオン量はプローブしている赤外吸収バンドを与える異性体の基底状態の分子数に比例する。ここに第２の赤外レーザーを第１の赤外レーザーより時間的に前に照射する。第２の赤外レーザーを波長掃引し、もし、これがプローブしている異性体を振動励起すると、基底状態の分子数が減少するので、モニターしている解離イオン量も減少する。従って、特定の異性体の赤外スペクトルを解離イオン量の減少として測定することができる。この方法を、従来法では測定困難であったプロトン付加トリプトファンに適用し、異性体選別した赤外スペクトルの測定に成功した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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