テラヘルツ帯振動円偏光二色性計測による蛋白質高次構造ダイナミクスの観測

• 研究課題/領域番号: 25400436
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
• 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, 光量子工学研究領域, 研究員 (70413995)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: テラヘルツ / タンパク質 / 生物物理 / テラヘルツ光 / コンフォメーション / 円偏光二色性

研究成果の概要

テラヘルツ周波数領域では、水素結合やファンデルワールス力等の比較的弱い相互作用に基づく低周波分子間振動スペクトルが豊富に観測される。本研究は、テラヘルツ帯における振動円偏光二色性分光計測手法を開拓し、生体高分子である蛋白質等のコンフォメーションの差異やダイナミクスを観測する事、更に、高強度THz光照射によりコンフォメーションを制御する可能性も探索することである。構造性複屈折を利用した円偏光制御素子を開発し、THz二色性計測を試みたが現状では充分なSN比が得られず、有意な信号は得られなかった。しかしながら高強度THz光照射によるタンパク質コンフォメーション変化を示唆する興味深い実験データを得た。

研究成果

• [雑誌論文] Development of a Stokes Polarimeter System for High Terahertz Frequency Region (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Notake, B. Zhang, Y. Gong and H. Minamide
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53
  • NAID: 210000144435
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 高強度コヒーレントテラヘルツ光によるタンパク質コンフォメーション制御への挑戦 (2016)
  • 著者名/発表者名: 野竹孝志、縄田耕二、瀧田佑馬、時実悠、韓正利、小山美緒、南出泰亜
  • 学会等名: 電子情報通信学会テラヘルツ応用システム研究会
  • 発表場所: 理化学研究所・和光市・埼玉県
  • 年月日: 2016-02-05
• [学会発表] Attempt to conformation control of biological proteins by using intense coherent THz-wave (2015)
  • 著者名/発表者名: NOTAKE Takashi, NAWATA Kouji; TAKIDA Yuma; TOKIZANE Yu; HAN Zhengli; MINAMIDE Hiroaki
  • 学会等名: FTT2015
  • 発表場所: アクトシティ浜松・浜松市・静岡県
  • 年月日: 2015-08-31
• [学会発表] Study on Effect of Intense THz-Wave Irradiation for Protein Conformation (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Notake, K. Nawata, Y. Takida, Y. Tokizane, Z. Han, and H. Minamide,
  • 学会等名: The 4th Advanced Lasers and Photon Sources
  • 発表場所: パシフィコ横浜・横浜市・神奈川県
  • 年月日: 2015-04-23
• [学会発表] タンパク質に対する高強度テラヘルツ光照射の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 野竹孝志，南出泰亜
  • 学会等名: 理研シンポジウム 第2回理研&NICT合同テラヘルツ研究交流会
  • 発表場所: 仙台、日本
  • 年月日: 2015-02-09 – 2015-02-10
• [学会発表] 高強度コヒーレントテラヘルツ光を用いた制御を目指した応用研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 野竹孝志，南出泰亜
  • 学会等名: 理研シンポジウム 第二回光量子工学研究
  • 発表場所: 仙台、日本
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-26
• [学会発表] Development of a Stokes polarimeter by using silicon wave plate based on form birefringence (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Notake, B. Zhang, H. Dong, Z. Chen, Y. Gong, and H. Minamide
  • 学会等名: CLEO 2014
  • 発表場所: サンノゼ、米国
  • 年月日: 2014-06-08 – 2014-06-13
• [学会発表] Development of Stokes polarimeter by using form birefringence with tunable THz-wave source (2013)
  • 著者名/発表者名: 24. T. Notake, B. Zhang, H. Dong, Z. Chen, Y. Gong, and H. Minamide,
  • 学会等名: International workshop on Optical Terahertz Science and Technology, April 1-5, 2013
  • 発表場所: 京都