| 研究概要 |
糖によって形成された非晶質固体は,タンパク質の安定化剤として利用されているが,タンパク質の変性を完全に停止させることは困難である.糖類アモルファスマトリクスは見かけ上,固体として振る舞うが,マトリクス内の小規模な分子運動までは凍結されておらず,タンパク質のコンフォーメーション変化を許す結果となっている.本研究では,アモルファスマトリクスが固体として振る舞う温度の上限であるガラス転移温度よりもさらに低温域にマトリクス内の小規模な分子運動も極端に制限される温度域が存在するものと予測し,そのゼロモビリティー温度の存在を実証するとともに,測定方法や改変技術の確立を目的としている.今回は,その第一段階として,温度走査フーリエ変換赤外分光分析により-20℃から100℃までの温度域における糖類アモルファスマトリクスのIRスペクトルを測定した.本測定に用いた冷却・加熱FTIRセルは自作したものを用いた.糖としては二糖類のトレハロースとマルトトリオース,マルトペンタオース,マルトヘキサオースを用いた.得られたIRスペクトルの内,分子間水素結合を担うOH基の伸縮振動のピーク波数を温度に対してプロットしたところ,ピーク波数は温度の増加とともに直線的に増加(シフト)していくが,低温域でその増加勾配が明らかに小さい領域が存在することが分かった.トレハロースの場合,その温度域の上限は0℃近傍であり,他のマルトオリゴ糖の揚合は室温近傍であった,今回用いた糖類のガラス転移温度は全て100℃以上であり,その温度以下ではいわゆる"ガラス状態"にある.しかし,本実験の結果,水酸基の束縛状態の温度依存性が半不連続に変化するある温度が存在し,その温度を境として異なる"ガラス状態"が存在することが示唆された.
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