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気相水和クラスターを用いた核酸塩基水和構造のモデリング:ヌクレオチドへの展開

研究課題

研究課題/領域番号 25410023
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 物理化学
研究機関横浜市立大学

研究代表者

三枝 洋之  横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科, 教授 (90162180)

研究分担者 塚本 眞幸  名古屋大学, 情報科学研究科, 助教 (10362295)
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 *注記
5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード核酸塩基 / 水和クラスター / 中赤外レーザー / 尿酸 / ローカルモード結合 / 中赤外レーザー分光 / レーザー脱離 / CO伸縮振動 / ペプチド / 水和構造 / 赤外スペクトル / ヌクレオチド / 塩基対生成
研究成果の概要

核酸塩基の水和構造と機能発現との関連をモデリングすることを目的としてこれら核酸塩基の気相水和クラスターの構造解析を行った。その結果、塩基に糖-リン酸基バックボーンが結合したヌクレオチドの水和構造を検討する手法を確立した。
本研究費により整備した中赤外レーザー分光装置を用いて、尿酸分子のCO伸縮振動領域のスペクトルを測定した。その結果、尿酸の一水和物について、2つの構造異性体のローカルモード結合様式に大きな違いがあることを見出した。更にこのモード結合様式の水素結合サイト依存性を利用することで、近赤外領域の測定では困難であった、尿酸-メラミンの水素結合錯体の構造決定を明確に決定した。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 2件、 招待講演 6件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] フランス原子エネルギー研究所(CEA)/Dr. Michel Mons(フランス)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] ミュンヘン工科大学化学科/Dr. Deniz Tuna(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] マックス-プランク研究所/Professor Wolfgang Domcke(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Effective strategy for conformer-selective detection of short-lived excited state species: Application to the IR spectroscopy of the N1H keto tautomer of guanine2016

    • 著者名/発表者名
      H. Asami, M. Tokugawa, Y. Masaki, S. Ishiuchi, E. Gloaguen, K. Seio, H. Saigusa, M. Fujii, M. Sekine, and M. Mons
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry A

      巻: 120 号: 14 ページ: 2179-2184

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.6b01194

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hydrogen-bonding interactions of uric acid complexes with water/melamine by mid-infrared spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      H. Saigusa, D. Nakamura, S. Urashima
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 17 号: 35 ページ: 23026-23033

    • DOI

      10.1039/c5cp03494a

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multiple hydrogen-bonding interaction of uric acid/9-methyluric acid with melamine identified by infrared spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      H. Asami, H. Saigusa
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B

      巻: 118 号: 18 ページ: 4851-4857

    • DOI

      10.1021/jp502635w

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書 2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab Initio Studies on the Photophysics of Uric Acid and Its Monohydrates : Role of the Water Molecule2014

    • 著者名/発表者名
      S. Yamazaki, S. Urashima, H. Saigusa, T. Taketsugu
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A

      巻: 118 号: 6 ページ: 1132-1141

    • DOI

      10.1021/jp411880z

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書 2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of modified pyrimidine nucleosides via Vorbruuggen-type N-glycosylation catalyzed by 2-methyl-5-phenylbenzoxazolium2014

    • 著者名/発表者名
      H. Shirouzu, H. Morita, M. Tsukamoto
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 70 号: 22 ページ: 3635-3639

    • DOI

      10.1016/j.tet.2014.03.013

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stacked base-pair structures of adenine nucleosides stabilized by the formation of hydrogen-bonding network involving sugar groups2013

    • 著者名/発表者名
      H. Asami, K. Yagi, M. Ohba, S. Urashima, H. Saigusa
    • 雑誌名

      Chemical Physics

      巻: vol.419 ページ: 84-89

    • DOI

      10.1016/j.chemphys.2013.01.038

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] IR-UV Double Resonance Spectroscopy as Implemented by Polarized Laser Schemes : Probing Orientations of Vibrational Transition Dipole Moments2013

    • 著者名/発表者名
      S. Urashima, M. Miyazaki, M. Fujii, H. Saigusa
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 42 号: 9 ページ: 1070-1072

    • DOI

      10.1246/cl.130425

    • NAID

      10031194345

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Hydrogen-Bonding Interactions of Uric Acid Complexes with Water/Melamine Identified by Near- and Mid-IR Spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      H. Saigusa
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem) 2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Laser Desorption of Nucleic Acid Components and Their Structural Characterization by IR Spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      H. Saigusa
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem) 2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural Investigation of Aspartame, an Artificial Sweetening, and Its Hydrated Clusters in the Gas Phase2015

    • 著者名/発表者名
      D. Nakamura, H. Saigusa
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem) 2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Hydrogen-bonding interactions of uric acid complexes with water/melamine identified by near- and mid-IR spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      H. Saigusa
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Laser desorption of nucleic acid components and their structural characterization by IR spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      H. Saigusa
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 中赤外分光による尿酸‐水及びメラミン錯体の水素結合構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      三枝洋之, 中村大介, 浦島周平
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会 2015東京
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 赤外分光法による尿酸-メラミン錯体の多重水素結合構造の決定2014

    • 著者名/発表者名
      浅見 祐也, 中村 大介, 三枝 洋之
    • 学会等名
      第8回分子科学討論会2014
    • 発表場所
      広島大学 東広島キャンパス
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 赤外-紫外二重共鳴分光法によるアスパルテーム水和クラスターの気相立体構造解析2014

    • 著者名/発表者名
      中村 大介, 三枝 洋之
    • 学会等名
      第8回分子科学討論会2014
    • 発表場所
      広島大学 東広島キャンパス
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Gas-Phase Isolation of Nucleic Acid Components: From Spectroscopy to Biomodelling2014

    • 著者名/発表者名
      H. Saigusa
    • 学会等名
      Isolated Biomolecules and Biomolecular Clusters (IBBI) 2014
    • 発表場所
      Porquerolles Island, France
    • 年月日
      2014-05-18 – 2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Gas-Phase Isolation of Nucleic Acid Components: From spectroscopy to biomodelling2014

    • 著者名/発表者名
      H. Saigusa
    • 学会等名
      Isolated Biomolecules and Biomolecular Interactions
    • 発表場所
      Porquerolles, France
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] プリン塩基の光物理的挙動に対する一分子水和の影響2014

    • 著者名/発表者名
      山崎 祥平,浦島 周平,三枝 洋之,武次 徹也
    • 学会等名
      第17回理論化学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 赤外-紫外二重共鳴スペクトルの直線偏光二色性測定:遷移双極子モーメントの配向によるグアノシンの局所構造解析

    • 著者名/発表者名
      浦島 周平,宮﨑 充彦,藤井 正明,三枝 洋之
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会2013
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ナフチル基の光イオン化を利用した核酸塩基のレーザー脱離・超音速ジェット分光―keto体の観測

    • 著者名/発表者名
      浅見 祐也,正木 慶昭,石内 俊一,三枝 洋之,関根 光雄,藤井 正明
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会2013
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 赤外-紫外二重共鳴分光法による人工甘味料アスパルテームの気相立体構造解析

    • 著者名/発表者名
      中村 大介,三枝 洋之
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会2013
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 三枝研ホームページ

    • URL

      http://laser.sci.yokohama-cu.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実施状況報告書
  • [備考] 三枝研ホームページ

    • URL

      http://laser.sci.yokohama-cu.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [産業財産権] ピリミジンヌクレオシド誘導体の新規製造方法2013

    • 発明者名
      白水宏、森田裕紀、塚本眞幸
    • 権利者名
      白水宏、森田裕紀、塚本眞幸
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2013-228375
    • 出願年月日
      2013-11-11
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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