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超高強度コヒーレントテラヘルツ光による生体高分子コンフォメーション制御への挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 16H03891
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 光工学・光量子科学
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

野竹 孝志  国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 研究員 (70413995)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
2018年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2017年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2016年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワードタンパク質 / テラヘルツ / コンフォメーション / 生体高分子 / 生物物理
研究成果の概要

タンパク質は生命活動を維持する為に極めて重要な役割を担っているが、タンパク質が発現する生体機能はペプチド結合ではなく、3次元的な立体構造(コンフォメーション)に強く依存する。タンパク質がコンフォメーションを形成・変化させる際には巨視的な協同運動である、低周波振動モードが関与していると考えられている。本研究では高強度コヒーレントテラヘルツ光による低周波振動モードの強励振による制御を目指した。
アルブミンタンパクに対して高強度テラヘルツ光を照射し、蛍光及び円偏光二色性計測によりコンフォメーション変化を調べた結果、初期実験においてその変化を示唆するデータが得られた。今後より厳密な検証に取り組む。

研究成果の学術的意義や社会的意義

タンパク質のコンフォメーションは、タンパク質が発現する固有の生体機能と直接関係しており、極めて重要な研究対象である。本研究が成功すれば、アルツハイマーや筋萎縮性側索硬化症、パーキンソン病などのコンフォメーション病と呼ばれる様々な神経性難病の原因究明や治療法の開発に役立つ事は間違いない。更に、タンパク質のコンフォメーション状態と機能の関係理解の深化や、全く新しい機能を有するタンパク質の開発等にも貢献すると考えられ、医療や生命科学の分野に革新的な成果をもたらす事が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Expression of Various Polarization Effects by using Spirulina-Templated Metal μCoils at Terahertz Frequency Region2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Notake, Kaori Kamata, Tomokazu Iyoda, Chiko Otani, Hiroaki Minamide
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 58 号: 3 ページ: 032007-032007

    • DOI

      10.7567/1347-4065/aafca6

    • NAID

      210000135370

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quadratic nonlinear optical properties of the organic N-benzyl-2-methyl-4-nitroaniline (BNA) biaxial crystal2017

    • 著者名/発表者名
      Cyril Bernerd, Patricia Segonds, Jerome Debray, Takashi Notake, Mio Koyama, Hiroaki Minamide, Hiromasa Ito, and Benoît Boulanger
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: 43 号: 8 ページ: 1818-1821

    • DOI

      10.1364/ol.43.001818

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Tunable terahertz waves from 4-dimethylamino-N’-methyl-4’-stibazolium tosylate pumped with dual-wavelength injection-seeded optical parametric generation2017

    • 著者名/発表者名
      1.Yu Tokizane, Kouji Nawata, Zhengli Han, Mio Koyama, Takashi Notake, Yuma Takida, and Hiroaki Minamide
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 10 号: 2 ページ: 022101-022101

    • DOI

      10.7567/apex.10.022101

    • NAID

      210000135750

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 非位相整合第二高調波発生による光学結晶の品質計測と非線形係数相対評価2017

    • 著者名/発表者名
      小山 美緒, 野竹 孝志, 伊藤 弘昌, 南出 泰亜
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 45 ページ: 773-778

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thin terahertz-wave phase shifter by flexible film metamaterial with high transmission2017

    • 著者名/発表者名
      Zhengli Han, Seigo Ohno, Yu Tokizane, Kouji Nawata, Takashi Notake, Yuma Takida, and Hiroaki Minamide
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 25 号: 25 ページ: 31186-31196

    • DOI

      10.1364/oe.25.031186

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Nonlinear organic materials of DAST and BNA developing THz-wave region2018

    • 著者名/発表者名
      T. Notake and H. Minamide
    • 学会等名
      3rd International Conference on Emerging Advanced Nanomaterials
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] haracterization of Unexplored Second-order Nonlinear Optical Coefficients of organic DAST Crystal2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Notake, Kouji Nawata, Yuma Takida, Yu Tokizane, Zhengli Han, Mio Koyama, Andreas Karsaklian Dal Bosco, and Hiroaki Minamide
    • 学会等名
      The 6th Advanced Lasers and Photon Sources,Yokohama, Japan
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nonlinear-optical coefficient measurements of precisely processed organic crystals2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Notake, Takuya Hosobata, Masahiro Takeda, Yutaka Yamagata and Hiroaki Minamide
    • 学会等名
      Optical Terahertz Science and Technology, University College London, UK,
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非位相整合SHGを利用した非線形係数評価装置の計測精度に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      小山 美緒, 野竹 孝志, 伊藤 弘昌, 南出 泰亜
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会, 福岡国際会議場
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of second-order nonlinear optical coefficients on organic nonlinear crystals2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Notake, Takuya Hosobata, Masahiro Takeda, Yutaka Yamagata and Hiroaki Minamide
    • 学会等名
      7th Asian Conference on Crystal Growth and Crystal Technology, China
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] バイオテンプレートマイクロコイルのTHz周波数帯偏光特性2017

    • 著者名/発表者名
      野竹孝志、鎌田香織、彌田智一、大谷知行、南出泰亜
    • 学会等名
      理研シンポジウム第5回光量子工学研究、仙台市
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 有機非線形光学材料 BNA の超精密加工と非線形光学定数精密評価2016

    • 著者名/発表者名
      野竹孝志、細畠拓也、竹田真宏、山形豊、南出泰亜
    • 学会等名
      第4回理研光量子工学研究領域シンポジウム
    • 発表場所
      理化学研究所和光地区、埼玉県和光市
    • 年月日
      2016-10-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Development of Mueller Stokes Polarimeter Toward Detailed Analysis of Complicate Polarizing Devices in THz Frequency Region2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Notake, Kouji Nawata, Yu Tokizane, Yuma Takida, Zhengli Han, Mio Koyama, and Hiroaki Minamide
    • 学会等名
      41st International Conference on Infrared Millimeter and Terahertz waves
    • 発表場所
      Copenhagen, Denmark
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Challenge to Excitation of the Low Frequency Collective Vibrational Mode in Proteins by using Intense Coherent Terahertz-Waves2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Notake , Kouji Nawata , Yuma Takida , Yu Tokizane, Zhengli Han, Mio Koyama and Hiroaki Minamide
    • 学会等名
      The 5th Advanced Lasers and Photon Sources
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、神奈川県横浜市
    • 年月日
      2016-05-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Mueller-Matrix Polarimeter for Detailed Analysis of Polarization Devices at Terahertz Frequency Range2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Notake、Kouji Nawata、Yuma Takida、Yu Tokizane、Zhengli Han、Mio Koyama、Yoichi Ogata、Andreas Karsaklian Dal Bosco、Hiroaki Minamide
    • 学会等名
      JSAP-OSA Joint Symposia
    • 発表場所
      朱鷺メッセ、新潟県新潟市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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