発光タンパク質溶液におけるレーザー作用発現に関する基礎研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15656002
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 大西 彰正 山形大学, 理学部, 助教授 (90261677)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 久野 敦 産業技術総合研究所, 糖鎖工学研究センター, 研究員 (50302287) ; 佐々木 実 山形大学, 理学部, 教授 (10116593)
• Keywords: 発光タンパク質溶液 / レーザー作用

Research Abstract

本年度は、生体分子である発光タンパク質溶液から誘導放出に関する知見を得ることを目的として、主として(1)窒素ガスレーザーを用いた発光強度および発光減衰曲線の励起光強度依存性の実験系の整備,(2)発光タンパク質溶液の作成、(3)実験による基礎データの取得を行った。
既存のエキシマレーザーを窒素ガスレーザーに改良した。0.1mJ程度(10Hz時)のパワーで発振させることができた。発光強度および発光減衰曲線の励起強度依存性の実験を遂行するため、備品費で分光器を購入し、その他実験に必要となる光電子増倍管ソケット、NDフィルター、光学レンズ系のホルダーなど光学実験系を整備した。LabViewを用いた分光系制御用プログラムおよびデータ取得プログラムを作成した。
発光タンパク質溶液試料の作成に関しては、市販のGFP (Green Fluorescent Protein)発光タンパク質発現ベクターを大腸菌に形成転換し,IPTG誘導により発光タンパク質を発現させた。集菌後,菌体抽出液中の発光タンパク質をNi-NTAアガロースアフィニティークロマトグラフィーにより精製し,それをタンパク標品とした。何度か調製に失敗したが、何とか本年度に最初の溶液が作成できた。
緩衝剤によって薄めたいくつか溶液試料に対して、発光強度および発光減衰曲線の励起光強度依存性の実験に取りかかった。現在、取得データをI=AI_0^n(Iは発光強度、I_0は励起光強度、Aは定数)の関係式、誘導放出発光過発を考慮した方程式により解析を行っている。発光タンパク質溶液からの発光の強度が励起光強度に対して超直線的な依存性を示し、発光過程に何らかの非線形な発光過程が関与しているようである。