フェムト秒レーザー波形整形による光受容蛋白質における光反応制御

2012 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 24540436
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 兼松 泰男 大阪大学, 産学連携本部, 教授 (00211855)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 蛋白質ダイナミクス

Research Abstract

本研究は、光による蛋白質の機能を制御することを目指し、光反応制御のために、フェムト秒光パルス波形整形によるコヒーレント制御法を用いて、適応制御型に頼らず、すなわち、反応物収量をモニターし、パラメーターを最適化するアルゴリズムによって、パルス波形の最適化を図る方法ではなく、蛋白質ダイナミクスに関する物理的な考察の可能なアプローチを確立することである。現時点においては、研究対象の選定、装置開発に向けての予備的な調査、実験を行っている段階であり、成果として記載する結果は得られていない。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

対象となる試料として、比較対照のために、発色団改変モデル蛋白質を準備していたが、予想を覆す結果、すなわち、光異性化を生じないことがわかり、今後研究を進める上で、光反応自体に関する知見の精査を行う必要が生じた。
当初、既存システムでの実験着手を予定したため、光パルス制御系の構築のための、主要装置の納入時期が年度末にずれ込んだ。一方で、既存システムでは、実験遂行に支障があり、大幅に研究遂行が遅れている。

Strategy for Future Research Activity

フェムト秒光パルスをスペクトルおよび時間変調して、光受容蛋白に照射することで、光サイクルを誘起し、準安定状態の収量をコントロールする。このため、特徴的な少数の振動モードに関与するパラメーター群に限定して、光サイクルをモニターし、光パルス変調のパラメーター変化との相関を観測する。ターゲットは光受容蛋白ＰＹＰおよびそのアナログからはじめて、バクテリオロドプシン等へと拡張する。フィードバックアルゴリズムを用いて、パラメーター最適化を行う場合との比較実験を行う。また、スペクトログラム変調法を導入する。さらに、振動ダイナミクスに関する種々の測定および制御シミュレーションを併せて行う。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

研究の遅れに伴い、研究費は備品購入にのみに使用することとなった。残額10万円に関しては、次年度において、光学部品等、システム組み立ての使用に充てるべく、持ち越した。