| 研究領域 | 水圏機能材料：環境に調和・応答するマテリアル構築学の創成 |
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| 研究課題/領域番号 |
22H04561
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 東京薬科大学 |
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研究代表者 |
藤田 恭子 東京薬科大学, 薬学部, 講師 (90447508)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 水和状態 / イオン構造 / 生体分子 / イオン液体 / 束縛水 / 分配制御 / 構造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
場の水和状況が溶解している生体分子の構造や相互作用に及ぼす影響について解析する。有機塩からなる液体であるイオン液体を用い、その構造を選択することで溶媒特性をチューニングし、さらに添加する水分子の量を調整して、水和状態を制御した場を設計する。この場に性質の異なる生体分子を溶解して、構造や相互作用に及ぼす影響を解析することで、水和状態が生体分子に及ぼす影響について系統的に検討する。
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| 研究実績の概要 |
本年度は単離した膜貫通型αヘリックスタンパク質をターゲットとして、水和イオン液体中への溶解と溶解後の構造、安定性について解析を行った。溶解後の膜タンパク質の二次構造に影響を及ぼすイオン構造の共通性について基礎知見を集積した。イオン構造を選択することで水溶液中と同様の二次構造を保持した溶解が可能であることを確認した。含水率を変化させてながら解析を行うことで、二次構造が変化する含水率域の存在を確認した。光駆動型膜タンパク質であるバクテリオロドプシンを用いた検討では、二次構造だけでなくタンパク質内部に位置する発色団レチナールが水溶液中と同様の状況で存在しており、光照射に伴うプロトンポンプ輸送に伴う構造変化も水和イオン液体中でも観測された。水和イオン液体中に溶解後、検討を行った膜貫通型αヘリックスタンパク質の変性温度は水中に比べて20℃以上向上することを確認した。
また領域内共同研究を進め、各種分光法やシミュレーションを用いて水和イオン液体中の水分子について解析を行った。分子間振動バンドをプローブとするフェムト秒ラマン誘起カー効果分光により、濃度の異なる水和イオン液体の低振動数スペクトルを測定し分子間振動バンドの評価を行い、カオトロピックとコスモトロピックなアニオンでは微視的な水和構造（第二、第三溶媒和圏）が異なることを明らかにした。得られた結果はJ. Phys. Chem. Bに掲載となった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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