2018 Fiscal Year Annual Research Report
Photodissociation mechanism of heme protein studied by ultrafast spectroscopy
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16K17784
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| Research Institution | Kanagawa University |
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Principal Investigator |
藪下 篤史 神奈川大学, 付置研究所, 客員教授 (20376536)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 光反応 / 超高速分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヘムたんぱく質は生体内で重要な機能を持っており、ヘモグロビンは呼吸で得た酸素を体内に輸送しエネルギーを与え、一酸化窒素合成酵素(NOS)から発生する一酸化窒素(NO)は血流、神経伝達、免疫をコントロールする。これらの機能のトリガーとなる初期過程は分子のヘムたんぱく質からの超高速乖離であるが、その重要性にもかかわらず、未だその詳細は明らかにされていない。本研究課題ではこれらの乖離過程を明らかにするため、超短光パルスを用いた分光実験を行いそのダイナミクスを解明する。独自に開発した超短パルス光源と測定装置を用いることにより、きわめて独自性のありかつ医療につながる意義を持った研究が行える。
NOは生体内で重要な役割を担っており、血流の制御、神経伝達、免疫などの細胞の活性を制御する役割を持つ。これらのNOSは単量中に還元部位と酸化部位をもちそれらがカルモジュリンによってつながれており、一般に２量体として体内に存在する。NOは還元部位から酸化部位へ電荷移動が起きた後に、酸化部位中のヘムから乖離される。この最重要である乖離過程はフェムト秒オーダーの超高速で起きるため、その機構解明には超短パルスを用いた超高速分光が必須となる。
本研究課題ではこれらヘムたんぱく質からの分子の超高速乖離過程を明らかにするために、超高速分光の手法を用いて観測する。研究の結果、近紫外線波長領域において10フェムト秒より短いパルス幅を持つパルスレーザーの開発に成功した。光に強い試料の測定をシステムの評価実験として行い、最終的に3000cm-1以下の広い周波数領域において、分子振動ダイナミクスが計れることが確認された。また並行してトポロジカル絶縁体として有用な試料だと考えられているBi3Se2Te薄膜の超高速ダイナミクスを測定することにより、光励起フォノンの超高速ダイナミクスを明らかにすることができた。
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Research Products
(8 results)
