2020 Fiscal Year Annual Research Report
冷却イオン分光によるイオンチャンネルのイオン選択性に対する水和効果の解明
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18H01938
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
石内 俊一 東京工業大学, 理学院化学系, 教授 (40338257)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | イオンチャネル / ペプチド / 質量分析 / レーザー分光法 / 赤外分光法 / 冷却イオン分光法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１）水和クラスター生成装置の改良
これまで，水和クラスター生成装置にエレクトロスプレーで生成した全てのイオンを導入し，あらゆるイオンの水和クラスターを生成してから，後段の質量分析装置で目的の水和クラスターを取り出して分光測定に供していたが，このやり方だと，たまたま質量電荷比が同じイオン種が共存すると（コンタミネーション）それらを区別する術がなく，特に多量体水和クラスターで目的外のイオンが混入する問題が深刻であった。そこで，水和クラスター生成装置の前段に質量分析装置を新たに設置し，エレクトロスプレーで生成したイオンの中から目的のイオンのみを水和クラスター生成装置に導入する様に改良した。これにより，上記のコンタミネーションの問題は解決し，加えて，水和クラスター生成効率も向上した。
２）GYG-K+錯体およびGYG-Na+錯体に対する水和効果
カリウムイオンチャネルの選択フィルター部分ペプチドGYGがK+及びNa+に配位した錯体の構造が異なることが昨年度明らかになったが，これに水分子を付加するとどうなるかを明らかにした。Na+錯体の場合は，水和するとこれまで分布の少なかったO/O構造（GYGの２つのC=O基のO原子が金属イオンに配位した構造で，選択フィルターにK+が結合するときと同じ構造）が支配的になり，K+に近い挙動を示す様になることがわかった。しかし，K+の場合は同じO/O構造でも水分子がC=O基の酸素原子に水素結合を形成し，K+とGYGの距離が伸び，両者の相互作用が弱くなることがわかった。Na+錯体の場合はその様なことはなく，Na+とGYGの相互作用は強固なままであった。最近の理論計算によると，Na+がカリウムイオンチャネルに侵入する場合，必ず水分子を伴い，また透過速度が著しく遅くなることが示唆されているが，本研究の結果はそのことを強く支持している。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(7 results)
