迅速溶液X線回析法と分光光度法による亜・超臨界状態のイオンと蛋白質の溶媒和構造

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09304064
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 大瀧 仁志 立命館大学, 理工学部, 教授 (80022549)
• 研究分担者: 小堤 和彦 立命館大学, 理工学部, 助教授 (50177250) ; 澤村 精治 立命館大学, 理工学部, 教授 (10167439) ; 谷口 吉弘 立命館大学, 理工学部, 教授 (70066702) ; 加藤 稔 立命館大学, 理工学部, 助教授 (00241258)
• キーワード: フォルムアミド / 溶液X線回析 / アントラセン / フェナントレン / タンパク質 / 高温高圧 / ラマン分光法 / FTIR法

研究概要

1)高温高圧溶液X線構造解析装置の設定
既設の溶液X線回析装置に新規に購入したCCDを装備し、その性能を検討している。本装置が完成すれば世界せ最初のCCDを装備した溶液X線回折装置になり、大いにその威力を発揮することが期待される。
2)高温高圧下のフォルムアミドの液体構造
フォルムアミドは>C-O・・・H-N<水素結合を生成するが、この構造は蛋白質におけるペプチド結合の基本的モデルと看做されている。フォルムアミドの液体構造は温度の上昇にともない、鎖状構造が優先的に生成するようになり、一方、圧力が上昇すると、環状構造の割合が増加することが認められた。このような現象は蛋白質の温度・圧力変成の反応に重要な知見をあたえるものと考えられる。
3)DMSOとAg^+イオンとの特異的相互作用
銀(I)イオンはジメチルスルフォキシド(DMSO)溶液中では4配位四面体構造をとるが、4個のDMSO分子のうちの1個S原子で、のこりの3個はO原子で結合していることが見い出された。これはソフトなAg^+イオンからDMSOのS原子への逆配位的相互作用が起こっているものと考えられた。
4)溶質の部分モル体積に及ぼす疎水的相互作用について
アントセランおよびフェナントレンの水への溶解度に対する圧力効果を測定した。従来、メチレン基当たりの疎水的相互作用に及ぼす体積変化は負(-1cm^3 mol^<-1>)と見積もられてきたが、同じ炭化水素でも芳香族では炭素原子(-CH=)あたり(+1cm^3 mol^<-1>)と、正の値をとることが示された。このことは疎水的相互作用を検討する際には分子の形状や電子状態を十分に考慮する必要があるしことが明らかになった。
5)タンパク質のモデルとしての低分子のコンフォーメーション平衡とタンバク質の2次構造に及ぼす温度・圧力効果
タンパク質の低分子量モデル物質としてハロアセトンおよびジクロロエタンを対象とし、ラマン分光法により水中でのコンフォーメーション平衡を検討した。またこれらの系がKauzmannにより提唱されたタンパク質の油滴モデルに代わる新しい疎水性水和モデルになりうることを示した。またタンパク質ではα-ラクトグロブリンを対象に2次構造に及ぼす温度・圧力をFTlR法を用いて研究した。この場合にはカルシウム結合型が構造安定性が大きいことが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] H.Ohtaki: "Development of Modern Solution Chemistry: A Search of New Fields"Coord.Chem.Rev.. 185-186. 735-759 (1999)
• [文献書誌] K.Waizumi,T.Kouda,A.Tanio,N.Fukushima,and H.Ohtaki: "Structural Studies on Saturated Aqueous Solutions of Manganese (II),Cobalt(II),and Nickel(II) Chlorides by X-Ray Diffraction"J.Solution Chem.. 28. 83-100 (1999)
• [文献書誌] K.Ozutsumi and H.Ohtaki: "Structure Analysis of Reaction Intermediates in Metal Substitution Reactions in Solution by the Stopped-Flow EXAFS Method"Bull.Chem.Soc.Jpn.. 72. 1947-1956 (1999)
• [文献書誌] S.Sawamura and N.Fujita: "Anomalous Pressure Dependence of the Solubility of C_<60> in n-Hexane"Chem.Phys.Lett.. 299. 177-179 (1999)
• [文献書誌] S.Sawamura,N.Yoshimoto,T.Taniguchi,and Y.Yamamura: "Effect of Pressure and Temperature on the Solubility of Ammonium Chloride in Water"High.Press.Res.. 16. 253-263 (1999)
• [文献書誌] H.Matsuo,E.C.H.To,D.C.Wong,S.Sawamura,Y.Taniguchi,and Y.Koga: "Excess Partial Molar Enthalpy of 1-Propanol in 1-Propanol-NaCl-H_2O at 25℃: The Effect of NaCl on Molecular Organization of H_2O"J.Phys.Chem.. 103. 2981-2983 (1999)
• [文献書誌] S.Sawamura: "Effect of Pressure on the Solubilities of Anthracene and Phenanthrene in Water at 298.15K"J.Solution Chem.. (in press). (1999)
• [文献書誌] S.Sawamura,Y.Yoshimura,T.Nakai,m Y.Taniguchi,and K.Suzuki: "Effects of Pressure,Temperature and Concentration on the Viscosity of Aqueous Electrolyte (1:1) Solutions"Steam,Water and Hydrothermal Systems:Physics and Chemistry;Proc.13th Internatl.Conference on Properties of Water and Steam. (in press). (2000)
• [文献書誌] Sawamura: "High Pressure Solubility Phenomena of Several Organic and Inorganic Compounds in Water"Steam,Water and Hydrothermal Systems:Physics and Chemistry;Proc.13th Internatl.Conference on Properties of Water and Steam. (in press). (2000)
• [文献書誌] Y.Shiratori,M.Kato,and Y.Taniguchi: "Solvent Effect on Raman Spectra of Conformational Key Bands of Chloroacetone and Bromoacetone"Specctrochim.Acta,Part A. (in press). (1999)
• [文献書誌] 大瀧仁志: "イオンは溶媒とどんな相互作用をするか"海洋研究. 12. 87-112 (1999)
• [文献書誌] 大瀧仁志: "電解質溶液化学の進歩・特にイオンの溶媒和について"Electrochemistry. 76. 810-814 (1999)
• [文献書誌] 大瀧仁志: "溶液中のイオンの形と色"化学と教育. (印刷中). (2000)
• [文献書誌] W.Dzwolak,M.Kato,A.Shimizu,and Y.Taniguchi: "Fourier-Transform Infrared Spectroscopy Study of the Pressure-Induced Changes in the Structure of the Bovine α-lactoalbumin:The Stabilizing Role of Calcium Ion"Biochim.Biophys.Acta. 1433. 45-55 (1999)
• [文献書誌] Y.Shiratori,M.Kato,and Y.Taniguchi: "Solvent Effect on Raman Spectra of Conformational Key Bands of Chloroacetone and Bromoacetone"Specctrochim.Acta,Part A. 55. 2659-2670 (1999)
• [文献書誌] M.Kato,I.Abe,and Y.Taniguchi: "Raman Study of the trans-gauche Conformational Equilibrium of 1,2-Dichloroethane in Water : Experimental Evidence for the Hydrophobic Effect."J.Chem.Phys.. 110. 11982-11986 (1999)
• [文献書誌] 大瀧仁志: "機能水の化学と利用技術(『第1章水の構造と物性・常温常圧から高温高圧状態まで-』。pp9-18"ウオターサイエンス研究会. 392 (1999)
• [文献書誌] 大瀧仁志: "分子研レターズ(『舵』。No.39巻頭言)"岡崎国立共同研究機構分子科学研究所. 81 (1999)
• [文献書誌] 大瀧仁志: "山崎貞一氏追悼文集(『山崎貞一氏と五重の塔』。pp24-25)"電化会. 78 (1999)
• [文献書誌] 大瀧仁志: "学術の動向(『グルメと太陽と泥棒と...、そしていくらかのお勉強』。第4巻3号、pp82-84"(財)日本学術協力財団. 98 (1999)
• [文献書誌] 大瀧仁志: "学術の動向(『6000年の歴史と今』。第4巻5号、p.5)"(財)日本学術協力財団. 98 (1999)
• [文献書誌] 大瀧仁志: "学術の動向(『ア〜福岡は今日も雨だった-天が水を運んできた 第26回溶液化学国際会議-』。第5巻2号、pp46-50)"(財)日本学術協力財団. 98 (2000)