ロドプシンと関連レチノイド蛋白のフェムト秒時間領域光化学初期過程

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02452299
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 小林 孝嘉 東京大学, 理学部, 助教授 (60087509)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉澤 雅幸 東京大学, 理学部, 助手 (60183993)
• Keywords: ロドプシン / バクテリオロドプシン / フェムト秒分光 / 14ーフルオロ-バクテリオロドプシン / 波長可変フェムト秒光パルス / レチナ-ル / レチノイド蛋白

Research Abstract

(1)ロドプシンの光励起後の初期過程の研究を行なうために、400〜600nm帯の波長可変のフェムト秒光パルスがえられる光源を製作した。波長変換の方法としては、フェムト秒パルスの自己位相変調によって広帯域光を発生し、その一部分のスペクトルをQスイッチNd:YAGレ-ザ-の第三高調波で励起した色素増幅器で増幅する方法を用いた。現在のところ色素としてクマリン500、クマリン522A、クマリン540などを用いて、500〜570nmの範囲でフェムト秒パルスが得られている。和周波発生法によりパルスの半値全幅を求めたところ、約280フェムト秒(中心波長543nmの場合)となった。
(2)バクテリオロドプシン紫膜のフェムト秒吸収分光を行ない、400nmー920nmの非常に幅広い領域にわたる過渡吸収スペクトルを高感度に検出した。460nm付近に見られる誘導吸収は、約500フェムト秒で減衰し、励起状態からの吸収であると確認された。また、650nm付近の誘導吸収は、やはり同じ時定数で立ち上がり、J中間体によるものであると確認できた。860nm付近で観測される利得は、やはり500フェムト秒で緩和することから、励起状態からの誘導放出によるものであることがわかった。
(3)バクテリオロドプシンのレチナ-ルの14位を弗素で化学的に置換することにより得られる置換体(14ーFーBR)の明順応状態でのフェムト秒過渡吸収分光を行なった。波長400〜1000nmにわたって高精度の信号を得ることができた。また、誘導吸収の短波長側(<460nm)及び誘導放出の長波長側(>900nm)では、時定数約1.2ピコ秒で緩和する成分が見出された。これらは長波長シフトした成分からの寄与によるとして説明できる。長波長シフトしている成分は、通常とはかなり異なる構造をもっていると考えられる。