| 研究課題/領域番号 |
16350016
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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 |
物理化学
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| 研究機関 | (財)レーザー技術総合研究所 |
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研究代表者 |
コスロービアン ハイク (財)レーザー技術総合研究所, レーザーバイオ科学研究チーム, 副主任研究員 (70291036)
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| 研究分担者 |
又賀 昇 (又賀 のぼる) (財)レーザー技術総合研究所, レーザーバイオ科学研究チーム, チームリーダー (30029368)
谷口 誠治 (財)レーザー技術総合研究所, レーザーバイオ科学研究チーム, 研究員 (00342725)
今元 泰 奈良先端技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教授 (80263200)
海野 雅司 佐賀大学, 理工学部機能物質化学科, 助教授 (50255428)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
11,200千円 (直接経費: 11,200千円)
2006年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2005年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2004年度: 7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
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| キーワード | 蛍光アップコンバージョン / 時間分解顕微分光 / コヒーレント振動 / 光活性蛋白質PYP / FMN結合蛋白質 / 蛋白質単結晶 / フェムト秒光異性化反応 / 光誘起電子移動反応 / フェムト秒ダイナミクス / 光異性化反応 / 顕微分光 / ラマン分光 |
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| 研究概要 |
本研究において、空間分解能を持つ蛍光アップコンバージョン計測装置を開発し、結晶状態の蛋白質の蛍光ダイナミクスを観測、溶液中反応との比較を行った。装置作成として3種の異なった光学系を試み、時間分解能<200fs、空間分解能<2μm、励起光強度<5μW、観測波長範囲400-750nmでの測定が可能なシステムを構築した。光応答性蛋白質PYPの野生種およびmutant(R52Q)の単結晶の蛍光ダイナミクスを測定した結果、溶液中反応とほぼ同様の挙動を示すことが分かった。この結果は、PYPの暗条件における初期構造は結晶状態と溶液中で変化がない事を示している。またマイクロラマン散乱測定を行った結果、PYP単結晶のスペクトルは溶液中のものとほぼ同様であり、結晶状態と溶液中での蛋白構造の類似性を示した。また、計測装置の応用としてフラビン蛋白質(FMN結合蛋白質)結晶についても研究を行い、結晶状態では溶液中とは大きく異なった蛍光ダイナミクスを示す事が分かった。同様に微粒子状のマラカイトグリーン分子についても光照射位置による蛍光スペクトルの変化や蛍光ダイナミクスを観測し、3種の異性体の存在を確かめた。
PYPおよびそのmutant、analogueの光初期異性化で見られる低波数の発色団の分子内振動についてモードの同定を行い、2種の振動モード(〜50cm^<-1>、〜140cm^<-1>)が蛍光とカップルしている事が分かった。これらの振動モードは光異性化をトリガーし、反応を促進する役割を果たすと考えられる。また、野生種PYPおよび7種のmutant、3種のanalogueについて蛍光異方性の時間分解測定、野生種PYPおよび3種のmutantの過渡吸収測定を行った。更に、analogue(Locked Chromophore)についてAb initio法による軌道計算を行い、野生種PYPとの比較を行った。
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