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2018 年度 実績報告書

超高強度コヒーレントテラヘルツ光による生体高分子コンフォメーション制御への挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 16H03891
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

野竹 孝志  国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 研究員 (70413995)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードテラヘルツ
研究実績の概要

今年度は、前年度までに最適化した光注入型パラメトリックテラヘルツ光源を用いて、実際にタンパク質試料への高強度テラヘルツ光照射実験を行った。
タンパク質や核酸等の生体高分子は全てその分子中に不斉炭素を持っているので、紫外領域において光学活性を示す。こうした不斉炭素による光学活性のみでなく、その立体構造(コンフォメーション)の不斉性による光学活性も存在するために、そのコンフォメーション変化を、まずは円二色性計測により検出することを試みた。
最初に凍結乾燥されたウシ由来アルブミン試料を用いて実験を行った。精密秤を使用して、2mgのアルブミン粉末を薬包紙上に合計12サンプル用意し、6サンプルに対してテラヘルツ光を総エネルギー1J照射した。その後アルブミン試料をスクリュー管へ封入し、マイクロピペット(誤差±60μl)を用いてアルブミン水溶液(3μM)を作製し、CD計測及び蛍光計測を行い、テラヘルツ光照射の有無(それぞれ6サンプルの平均)によるスペクトル形状を比較した。その結果、円二色性計測及び蛍光スペクトルともに強度の差異を観測した。しかしピーク位置の明確なシフトなどは観測できなかった。これらの結果から、テラヘルツ光によりアルファヘリックス構造が減少あるいは崩壊していたり、トリプトファン芳香環周辺のコンフォメーションが変化している可能性等が考えられるが、特にスペクトルに関しては今後の再現実験や、更にテラヘルツ光照射時のリアルタイムでの蛍光計測実験を行う必要がある。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Expression of various polarization effects by using Spirulina-templated metal μcoils at terahertz frequency region2019

    • 著者名/発表者名
      T. Notake, K. Kamata, T. Iyoda, C. Otani, H. Minamide
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 ページ: 032007-1,-5

    • DOI

      https://doi.org/10.7567/1347-4065/aafca6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Nonlinear organic materials of DAST and BNA developing THz-wave region2018

    • 著者名/発表者名
      T. Notake and H. Minamide
    • 学会等名
      3rd International Conference on Emerging Advanced Nanomaterials
    • 国際学会 / 招待講演

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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