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全内部反射過渡回折格子装置の構築と脂質二重膜中のロドプシンのイオン輸送過程の観測

研究課題

研究課題/領域番号 18K14175
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分32010:基礎物理化学関連
研究機関筑波大学

研究代表者

近藤 正人  筑波大学, 数理物質系, 助教 (20611221)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード過渡回折格子法 / 分子拡散 / 脂質二重膜 / 固液界面 / 拡散係数 / 支持膜 / 全内部反射 / ロドプシン / 拡散 / 界面 / イオン輸送
研究成果の概要

全内部反射プローブ方式の過渡回折格子(TG)法の適用により,脂質二重膜中でのロドプシンの構造変化やイオン輸送過程を時間分解検出することを目標に,装置構築のレベルから研究した.まず,全内部反射TG装置を立ち上げ,その試料部を改善した.次に,より単純な膜中の系として,石英プリズムと水溶液界面のリン脂質DMPC支持膜中のスチルベンを対象に全内部反射TG測定を行い,その分子拡散を調べた.その結果,膜中のスチルベンが二つの異なる拡散係数を示すことを見出した.この事実は,DMPC膜中に低粘性および高粘性の二つの環境があることを示している.膜の不均一構造を実験的に支持する結果を得た.

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体膜は,光合成や物質輸送などの生化学過程の場である.膜の構造や膜中での分子の動きを観測し,明らかにすることは,現代の分子科学の重要な課題の一つである.本研究では,固体と溶液の界面に保持した脂質二重膜の系に,界面敏感な過渡回折格子法を適用するという着想に基づき,膜中での分子拡散測定を行った.この測定を通して,膜の不均一構造を実験的に支持する意義深い結果を得た.また,膜タンパク質の構造や動きを生理環境に近い膜中で観測するための方法論の基礎を構築できた.このことが,学術的に意義深い.

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Observation of translational diffusion in a planer supported lipid bilayer membrane by total internal reflection-transient grating method2020

    • 著者名/発表者名
      Masato Kondoh, Hidekazu Moritani, Taka-aki Ishibashi
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 93 号: 5 ページ: 671-675

    • DOI

      10.1246/bcsj.20200019

    • NAID

      130007842950

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time-resolved infrared study of photo-induced ring-closure reaction of trans-2-hydroxychalcone2020

    • 著者名/発表者名
      Masato Kondoh, Chinatsu Takizawa, Kazuki Okazawa, Dai Akase, Misako Aida, Taka-aki Ishibashi*
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry & Photobiology A: Chemistry

      巻: 389 ページ: 112280-112280

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2019.112280

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photo-induced ring-opening reaction of flav-3-en-2-ol monitored by time-resolved infrared spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Masato Kondoh, Akira Sakuta, Kazuki Okazawa, Dai Akase, Misako Aida, Taka-aki Ishibashi
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 123 号: 40 ページ: 8499-8504

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.9b07108

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 芳香族ウレア-酢酸イオン会合体の光誘起プロトン移動の時間分解赤外分光と多変量解析2019

    • 著者名/発表者名
      近藤正人,本多駿斗,東ヶ崎慶,西村賢宣,新井達郎,石橋孝章
    • 学会等名
      第13回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 全内部反射過渡回折格子法による脂質二重膜中の分子拡散係数の測定2019

    • 著者名/発表者名
      森谷英和,近藤正人,石橋孝章
    • 学会等名
      第13回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 水上脂質単分子膜中におけるSHGプローブ色素AP3のHD-VSFG測定2019

    • 著者名/発表者名
      中島晃希,近藤正人,新井達郎,石橋孝章
    • 学会等名
      第13回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of molecular diffusion coefficient and reaction rate constant at solid-liquid interface by total internal reflection-transient grating2019

    • 著者名/発表者名
      Hidekazu Moritani, Masato Kondoh, Taka-aki Ishibashi
    • 学会等名
      MANA International Symposium 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 固液界面における分子拡散や化学反応を測定するための全内部反射過渡回折格子装置の製作2018

    • 著者名/発表者名
      森谷英和、近藤正人、石橋孝章
    • 学会等名
      2018年度 日本分光学会年次講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 全内部反射過渡回折格子法による固液界面近傍の分子拡散係数や反応速度定数の測定2018

    • 著者名/発表者名
      森谷英和、近藤正人、石橋孝章
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 時間分解赤外分光で観るヒドロキシカルコンとフラベノールのフォトクロミック反応2018

    • 著者名/発表者名
      近藤正人、作田光、岡澤一樹、赤瀬大、相田美砂子、石橋孝章
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 時間分解赤外分光で観る芳香族ウレア-アセテートアニオン会合体の光誘起プロトン移動2018

    • 著者名/発表者名
      本多駿斗, 近藤正人, 東ヶ崎慶, 西村賢宣, 新井達郎, 石橋孝章
    • 学会等名
      第12回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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