研究課題
生体の中の化学反応はタンパク質を反応場として実現され、タンパク質の中の分子は立体的に構造を変えて化学変化する。タンパク質内の化学反応の機構を明らかにするためには、反応分子の3次元的な構造の変化を観測することが必須であるが、現在でもこのような分子の立体的構造を捉えることはタンパク質研究の最難関の課題の1つである。本研究では、分子の立体構造に鋭敏なラマン光学活性分光法を用いて、タンパク質内部で反応する分子の3次元構造の観測に取り組んできた。研究対象には、光によって反応を開始できる微生物の光受容タンパク質を選び、低温捕捉法の利用による反応中間体の立体構造の解析を主眼とした。最終年度では、種々の微生物型ロドプシン（レチナール色素を内包した光受容体）に対して常温下でラマン光学活性(ROA）測定を行い、反応中間体の計測のための低温ROA測定装置の開発を進めた。サーモフィリックロドプシン、センサリーロドプシンⅡ、プロテオロドプシン等の微生物型ロドプシンのROA測定に成功し、測定したROAスペクトルに基づいてタンパク質内のレチナール色素の立体構造を解析した。その結果の一部を国際ジャーナルに公表した。また、反応中間体の立体構造解析を目的とした低温ROA装置の開発については、低温下のラマン測定と平行して進めた。これまで常温下のROA測定に成功した微生物型ロドプシンや光活性イエロータンパク質に対して、80Kなどの低温下でラマン測定を実施した。マイクロ秒からミリ秒の寿命をもつ反応中間体のラマンスペクトルを取得でき、新たに明らかになった反応中間体の構造を国際ジャーナルに公表した。偏光制御系の導入によって低温下のROA測定が可能な段階に至っている。
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