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2004 年度 実績報告書

光活性蛋白質単結晶の初期反応:空間分解能を持つ時間分解蛍光およびラマン分光研究

研究課題

研究課題/領域番号 16350016
研究種目

基盤研究(B)

研究機関(財)レーザー技術総合研究所

研究代表者

コスロービアン ハイク  財団法人レーザー技術総合研究所, レーザーバイオ科学研究チーム, 副主任研究員 (70291036)

研究分担者 又賀 昇  財団法人レーザー技術総合研究所, レーザーバイオ科学研究チーム, チームリーダー (30029368)
谷口 誠治  財団法人レーザー技術総合研究所, レーザーバイオ科学研究チーム, 研究員 (00342725)
今元 泰  奈良先端技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教授 (80263200)
海野 雅司  東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (50255428)
キーワード光活性蛋白質PYP / 蛍光アップコンバージョン / フェムト秒ダイナミクス / ラマン分光 / コヒーレント振動 / 蛋白質単結晶 / 光異性化反応 / 顕微分光
研究概要

倒立型顕微鏡システム(IX71-22PH)と蛍光アップコンバージョン測定システムを組み合わせた顕微アップコンバージョンシステムを新たに作成した。装置の分解能は時間分解能約140fs、空間分解能約30μmであった。試実験においてこのシステムのS/N比が本測定には不十分であることが判明し、現在光学系の再構築を行っている。また、光活性蛋白質PYPの単結晶および溶液でのマイクロラマン測定を初めて行った。両資料におけるスペクトルは類似した特徴を示したが、C=C伸縮モード(υ_<13>、1550cm^<-1>)等いくつかのラマンバンドにおいて励起光の偏光方向に対して散乱強度にコントラストが見られる等、単結晶試料に特徴的な挙動が新たに観測された。
新規のPYP発色団(TMpCA,TML,TML rot-lock)およびアナログ体(rot-lock PYP)の蛍光ダイナミクスについて検討し、アナログ体(rot-lock PYP)において、蛍光ダイナミクスに波長依存性はみられず、また蛍光減衰はこれまで最も短寿命であった野生種PYPのものよりも更に短寿命となる事が明らかとなった。
PYPアナログ体(Locked Chromohpore)における共鳴ラマン測定およびab initio MO(DFT)計算を行い、野生種のものと比較した。またPYP単結晶の偏光依存性についても同様に検証した。更に、バルス幅30fsのレーザーシステムを用いてPYPの蛍光ダイナミクスを再検討したが、これまでの時間分解能110fsでのシステムで観測された2種の振動モード(〜50cm^<-1>,〜140cm^<-1>)以外の新たな振動は観測されなかった。このことはこれらの振動モードがPYPの異性化反応を誘起する事を示す重要な結果であると考えられる。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (6件)

  • [雑誌論文] Time and Frequency Domain Investigations on Ultrafast Photoisomerization Reaction Dynamics of Photoactive Yellow Protein2005

    • 著者名/発表者名
      Haik Chosrowjan
    • 雑誌名

      Springer Series in Chemical Physics 79

      ページ: 604-606

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Observations of the Whole Bell-Shaped Energy Gap Law(EGL) in the Intra-molecular Charge Separation(CS) from S_2 State of Directly Linked Zn-Porphyrin-Imide Dyads(ZP-I) : Examinations of Wider Range of Energy Gap for the CS Rates in Normal Regions2005

    • 著者名/発表者名
      Noboru Mataga
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 403

      ページ: 163-168

  • [雑誌論文] Low Frequency Vibrations and Their Role in Ultrafast Photoisomerization Reaction Dynamics of Photoactive Yellow Protein2004

    • 著者名/発表者名
      Haik Chosrowjan
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B 108・8

      ページ: 2686-2698

  • [雑誌論文] Time and Frequency Domain Investigations on Ultrafast Photoreaction Dynamics of Photoactive Yellow Protein(PYP)2004

    • 著者名/発表者名
      Haik Chosrowjan
    • 雑誌名

      The Review of Laser Engineering(レーザー研究) 32・2

      ページ: 114-120

  • [雑誌論文] Investigations into the Dynamics and Mechanisms of Ultrafast Photoinduced Reactions Taking Place in Photoresponsive Protein Nanospaces(PNS)2004

    • 著者名/発表者名
      Noboru Mataga
    • 雑誌名

      J.Photochemistry and Photobiology C, Photochemistry Reviews 5

      ページ: 155-168

  • [雑誌論文] Resonance Raman Evidence for Two Conformations Involved in the L Intermediate of Photoactive Yellow Protein2004

    • 著者名/発表者名
      Masashi Unno
    • 雑誌名

      The Journal of Biological Chemistry 279・23

      ページ: 23855-23858

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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