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2016 Fiscal Year Research-status Report

高強度中赤外光を用いたタンパク質の遷移状態制御

Research Project

Project/Area Number 16KT0163
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

中村 亮介  大阪大学, 産学連携本部, 特任講師 (70379147)

Project Period (FY) 2016-07-19 – 2019-03-31
Keywords赤外レーザー / 光受容タンパク質
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、光受容タンパク質を対象として、光反応サイクルを開始させるトリガー光に対してタイミング制御された高強度中赤外光を用いて、遷移状態における水素結合ネットワークを強く励振する。その結果として生じた反応収率の変化を計測・解析することで、遷移状態における水素結合ネットワークの役割を明らかにするとともに、中赤外光照射による遷移状態制御を実現する。
初年度は反応トリガー光、高強度中赤外光、広帯域プローブ光を組み込んだ高感度分光システムの構築を行った。さらに、温度制御システムを導入した。これにより、タイミング制御による中間状態トラップと、低温による中間状態トラップの両方を行う準備が整った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

初年度の計画として、光受容タンパク質の反応サイクルに対して、中赤外光のタイミング制御による中間状態トラップ、および温度制御による中間状態トラップの両方が行えるシステム構築を行うこととしていた。計画通り、その準備が整えることができたため、おおむね順調に進展していると言える。

Strategy for Future Research Activity

これまでに構築した分光システムを用いて、中赤外光のタイミング、波長、強度をパラメータとして、照射効果を検証する。照射する中赤外光は、1000-1750 cm-1の範囲で変化させながら測定を行う。さらに、温度制御による中間状態トラップと組み合わせることで、その効果の確証を図る。ターゲットとする中間状態は第1、2初期状態である。

Causes of Carryover

購入予定であった非線形光学結晶(高強度中赤外光発生用)の納期が遅れ、昨年度導入できなかったため。そのため、昨年度は既存の結晶を用いて分光システムを構築し、次年度に光学結晶を購入し、入れ替える予定である。

Expenditure Plan for Carryover Budget

昨年度購入予定であった非線形光学結晶を本年度予定通り購入する。

  • Research Products

    (6 results)

All 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Simultaneous mid-infrared pulse generation and shaping in engineered quasi-phase-matched nonlinear crystals2017

    • Author(s)
      R. Nakamura
    • Journal Title

      Optics Communications

      Volume: 383 Pages: 545-550

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.optcom.2016.09.050

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Wide-bandgap nonlinear crystal LiGaS2 for femtosecond mid-infrared spectroscopy with chirped pulse upconversion2016

    • Author(s)
      R. Nakamura, Y. Inagaki, H. Hata, N. Hamada, N. Umemura, T. Kamimura
    • Journal Title

      Applied Optics

      Volume: 55 Pages: 9365-9369

    • DOI

      https://doi.org/10.1364/AO.55.009365

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Damage resistance of wide-bandgap nonlinear crystals for femtosecond mid-infrared spectrometer using chirped-pulse upconversion2016

    • Author(s)
      M. Akimoto, Y. Inagaki, H. Hata, N. Hamada, R. Nakamura, N. Umemura, M. Yoshimura, and T. Kamimura
    • Organizer
      48th Annual Symposium on Optical Materials for High-Power Lasers
    • Place of Presentation
      Boulder, CO, USA
    • Year and Date
      2016-09-25 – 2016-09-28
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Laser removal of PVP without causing laser-induced surface damage2016

    • Author(s)
      K. Nuno, T. Yamashiro, S. Tuzimoto, R. Nakamura, S. Takagi, T. Nishiyama, H. Horibe, and T. Kamimura
    • Organizer
      48th Annual Symposium on Optical Materials for High-Power Lasers
    • Place of Presentation
      Boulder, CO, USA
    • Year and Date
      2016-09-25 – 2016-09-28
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 和周波混合を用いた周波数領域2次元赤外分光法の開発II2016

    • Author(s)
      稲垣嘉清, 畑秀文, 神村共住, 梅村信弘, 濱田格雄, 中村亮介
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [Presentation] リアルタイム時系列光子計測によるタンパク質のミリ秒構造追跡2016

    • Author(s)
      北林和樹, 神村共住, 濱田格雄, 中村亮介
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2016-09-13 – 2016-09-16

URL: 

Published: 2018-01-16  

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