2004 Fiscal Year Annual Research Report

ミュオン電子ラベリング法による生体高分子中の電子伝達の研究

Research Project

Project/Area Number	14204039
Research Institution	High Energy Accelerator Research Organization
Principal Investigator	永嶺謙忠高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (50010947)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	下村浩一郎高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助手 (60242103) 西山樟生高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (50164611) 石田勝彦理化学研究所, 先端中間子研究室, 副主任研究員 (70176189) 鳥養映子山梨大学, 工学部, 教授 (20188832)
Keywords	蛋白質 / 生体高分子 / 生体分子内電子伝達 / 血液磁性 / 脳研究 / ミューエスアール / ヘモグロビン / ラジオグラフィー
Research Abstract	ミュオン電子ラベリング法など、ミュオンスピンをプローブとする生命科学研究を推進するために、世界最強のパルス状4MeV正ミュオンビームを発生出来るKEK物構研ミュオン科学研究系の大オメガビームラインに画期的なミュエスアール測定系を設置し、実験を強力に進めることができた。次のような成果があがっている。 1.固体結晶のチトクロムc中と緩衝溶液下のチトクロムc中とでは電子伝達が大きく変化し、特に鎖間のホッピングが溶液中で強く抑制されることが判った。その際、温度変化の系統性から結論が導かれている。 2.ミュオンスピンプローブの電子ラベリング法と相補的である極弱磁気プローブとしての特性を使って、人体血液と結晶ヘモグロビンの微視的磁性によるミュオンスピン緩和が調べられた。その結果、人体血液についてオキシとデオキシとでヘモグロビンの磁性の変化に由来する明確なスピン緩和の変化が観測された。このことは、新しい脳研究の可能性を強く示唆していて、画期的な成果といえる。 3.本格的な生体科学利用への発展を計るために、人体のミュオンスピンラジオグラフィーなる概念に到達し、そのためのビームや加速器の概念設計を行った。実験の一部は、KEK中間子第一実験室を利用した。成果の一部は米国化学会、半導体国際会議、国際ミュエスアール協会分科会などで発表され、ニューヨーク州立大、クルチャトフ研の理論グループとの共同研究も行った。