光受容タンパクの機能発現メカニズム解明に向けた高速THzオペランド計測システム開発

• 研究課題/領域番号: 24K03215
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分80040:量子ビーム科学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 黒田 隆之助 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, ラボチーム長 (70350428)
• 研究分担者: 寺澤 英知 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 産総研特別研究員 (00993015) ; 佐藤 大輔 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (40780086) ; 小川 博嗣 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (60356699) ; 坂上 和之 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (80546333)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円); 2026年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2025年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2024年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
• キーワード: テラヘルツ分光 / ポンプ・プローブ計測 / タンパク質計測 / レーザー技術

研究開始時の研究の概要

本研究では光受容タンパク質（ロドプシン等）の機能発現メカニズム解明を目指した高速THzオペランド計測システムの開発を行う。フェムト秒レーザーベースのTHz光と白色ポンプ光によりスペクトル計測を実施し、ロドプシン等に適したポンプ光波長を選定する。次に、加速器光源なども併用し、溶液セルの動的測定が可能なポンププローブ・シングルショット分光システムを開発する。このシステムによりロドプシン等の機能発現挙動として、例えば含有するレチナールの高速光吸収による異性化（数100フェムト秒～数ピコ秒）からタンパク質全体のねじれ熱変性過程（ピコ秒～ナノ秒以降）に至る動的な水和層変化などを明らかにすることを目指す。