| 研究課題/領域番号 |
12440108
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
物性一般(含基礎論)
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| 研究機関 | 北里大学 |
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研究代表者 |
菅原 洋子 北里大学, 理学部, 教授 (10167455)
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| 研究分担者 |
占部 久子 東京家政学院大学, 家政学部, 助教授 (00193970)
山村 滋典 北里大学, 理学部, 助手 (40286373)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
15,500千円 (直接経費: 15,500千円)
2002年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2001年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2000年度: 12,500千円 (直接経費: 12,500千円)
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| キーワード | ヌクレオチド結晶 / 一次相転移 / 水和物 / 分子動力学計算 / 中性子構造解析 / 格子振動 / 一次相移転 / ヌクレオチドチオ結晶 / 結晶水 |
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| 研究概要 |
ヌクレオチド水和物でみられる一次相転移のダイナミクスに関し以下の知見を得た。
1.X線回折法による時間展開の解析
デオキシグアノシン5'-リン酸二トリウム他の系で、相転移の進行とともに、転移後の構造に対応した逆格子点近傍にdiffuseなスポットが生じ、やがてブラッグ反射へと移行し、強度が増大していく現象が観測された。ブラッグ反射の強度変化と、重量測定により求めた結晶水数の変化の時間依存性とはほぼ対応しており、構造変化と、結晶水数の増減は並行して進行しているとみられる。また、転移点に相当する水蒸気圧(または温度)条件下では、転移速度の発散が観測された。なお、ウリジン5'-リン酸二ナトリウムにおいては、相転移の進行過程において、結晶水およびナトリウムイオンの再配置に由来するとみられる超格子反射が、一過的に出現する現象がみいだされた。
2.中性子構造解析による結晶水の動的描像の解析
相転移に伴う水素結合網の改編の解析には、水素結合にあずかる水素原子位置の決定が不可欠である。イノシン5'-リン酸二ナトリウム7水和物について、中性子構造解析を行った。ヌクレオチド分子間の水素結合鎖を確認すると共に、位置の乱れが大きい結晶水の核密度分布は、結晶水の回転的振動に対応した描像で説明される結果を得た。
3.分子動力学計算による結晶水の動的挙動とフォノンの解析
ダイナミックス解析の試みとして、グアノシン2水和物結晶について分子動力学計算を行った。結晶水の環境ごとの運動性の違いが示されるとともに、水分子の相関を持った変位など、相転移に伴う結晶水離脱経路の観点から興味が持たれる動きが示された。また、DNAやヌクレオチド結晶のラマンスペクトルにおいて観測される特徴的フォノン(Sモード)は、積層した塩基の積層方向への並進的振動に帰属される可能性が示された。
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