二次元直線および円偏光二色性分光計の試作とその生体分子系への応用

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06555257
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 野澤 庸則 東北大学, 工学部, 教授 (10006322)
• 研究分担者: 坂柳 信之 日本分光株式会社, 第二事業部システム1課, 技術開発係長 ; 四釜 裕子 東北大学, 工学部, 助手 (80250710) ; 王 征宇 東北大学, 工学部, 講師 (10213612)
• キーワード: 円偏光二色性 / 磁気円偏光二色性 / CD / MCD / 二次元スペクトル / 光合成の反応中心 / 生体機能構造 / アンテナ色素

研究概要

円偏光二色性と磁気円偏光二色性を用いて生体分子への構造・機能の解明を行うため、光合成の反応中心錯体についてCD、MCDにより立体構造変化と吸収スペクトルの動的変化を測定し解析した。また、磁気円偏光二色性と吸収スペクトルを用いて生体分子の構造解析を行った。この際、同一の分光計を用い波長精度を工場させた。既存のCD分光計を基礎にLD、UV測定装置を組み入れ、さらに磁場効果を測定可能とした。CDは基本的に市販のJ-720Wで測定できるが、時間分析能をマイクロ秒(μS)にするため信号増巾系の時定数を上げた。LD測定の際には、変調子(ストレスモジュレーター)で直交する直線偏光を50kHzの変調周波数で発生させ、CD測定の際には同様に左、右の円偏光を50kHzの変調周波数で発生させ、試料に照射し、それぞれの二色性をこの変調周波数成分を求めることにより得た。UVデータは信号のDC成分を求めることによって求めた。このDC成分はLD、CD信号のレファレンスとしても用いる。二次元UV、LD、CDは時間分解スペクトル(動的スペクトル)の相関スペクトルを計算することにより求めるが、外部摂動としては機械的、電気的、磁気的、熱的、化学的、光学的なものを考え本年度はまず電気的なものをとりあげ、これを周期的に加えて分光スペクトルをトルコとのできるシステムを試作した。また、周期的に光照射のできるシステムも試作中である。解析のためのプログラムは共同研究で作製し、機械的周期振動による吸収スペクトルの変化を二次元化することに成功した。これらを生体分子系の機能構造の解析に応用することを来年度に向け継続中である。

研究成果

• [文献書誌] N.Katayama,T.Katano,M.Kudoh,M.Kobayashi,F.Motojima,K.Inaka,T Nozawa,and K.Miki: "Preliminary X-ray Crystallongraphic Studies of Photosynthetic Reaction Center from a Thermophiilic Sulfur Bacteium,Chromatium tepedum" FEBS Letters. 348. 158-160 (1994)
• [文献書誌] T.Nozawa,M.Kobayashi,Y.Shikama,and M.T.Madigan: "Reaction Centers from a New Ilalophilic Purple Nonsulfur Photosynthetic Bacterium Rhodospirillum sodomense" Chem.Lett.193-196 (1994)
• [文献書誌] T.Nozawa,M.Kobayashi,Z-Y.Wang,S.Itoh,M.Iwasaki,M.Mimuro,and K.Satoh: "Magnetic Circular Dichroism Investigation on Chromophores in Reaction Centers of Photosystem I and II of Green Plant Photosynsthesis" Spectrochimica Acta. 51A. 125-134 (1995)
• [文献書誌] T.Ogata,M.Kodama,S.Nomura,M.Kobayashi,T.Nozawa,T.Katoh,and M.Mimuro: "A Novel Peridenin-chlorophyll a Protein(PCP)from the Marine Dinoflagellate Alexandrium cohorticula a High Pigment Content and Plural Spectral Froms of Peridinin and Chlorophylla" FEBS Letters. 356. 367-371 (1994)