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2021 年度 実績報告書

ヘテロダイン検出振動SFG分光による脂質二重膜中の膜タンパクの構造と配向の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K05362
研究機関筑波大学

研究代表者

石橋 孝章  筑波大学, 数理物質系, 教授 (70232337)

研究分担者 近藤 正人  筑波大学, 数理物質系, 助教 (20611221)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード振動分光法 / 振動和周波発生分光 / 全内部反射ラマン分光 / ペプチド
研究実績の概要

HD-VSFG分光法を使用した基板支持脂質二分子膜系と分子の相互作用を検出する研究として,小分子であるAP3を使った研究と膜結合ペプチドであるアラメチシンを使った研究を行った.(i) AP3分子は細胞膜を可視化するためのSHG色素である.細胞膜のモデルとしては,CaF2基板/水界面に作製した基板支持脂質二分子膜を使用した.その結果,二分子膜形成直後には膜中に取り込まれていたAP3分子が,作製後に膜外へ水溶液側に排除されるという現象を見出した.この現象の可能性のある原因としては,LB/LS法で二分子膜を作る際に生じた膜の表面圧の変化や,基板とAP3分子がもつ電荷同士の静電的な反発の効果が考えられる.生体分子膜のモデルとして支持膜を利用する際の課題を提示している.(ii) アラメチシンに関する実験でも,CaF2基板/水界面に作製した基板支持脂質二分子膜を使用した.ペプチド(アラメチシン)を二分子膜試料と接した水溶液側に加えることで,CH伸縮振動領域にペプチドと二分子膜との相互作用の反映であると思われるスペクトルの変化を捉えることができた.
全内部反射ラマン分光を使用した基板支持脂質二分子膜系と分子の相互作用を検出する研究では,二分子膜と接した溶液相にペプチドを添加する前後のスペクトル変化を高い精度で測定できるように,全内部反射を実現するためのシリカプリズムの形状やラマン励起レーザーの入射光学系について見直し,装置の改良を進めた.その結果,アラメチシンを使った測定では、基板固定リン脂質二分子膜へのアラメチシン添加前後の差スペクトルを測定し、二分子膜と相互作用した系についてアラメチシンのCH伸縮振動領域と重水素化リン脂質のCD伸縮振動領域のラマンスペクトルの測定に成功した.

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Time-resolved infrared spectroscopy with multivariate analysis on photoinduced proton transfer in aromatic urea-acetate anion complex2022

    • 著者名/発表者名
      Masato Kondoh, Hayato Honda, Kei Togasaki, Yoshinobu Nishimura, Tatsuro Arai, Taka-ak Ishibashi*
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 126 ページ: 912-921

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.1c09526

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization of the Orientation of Amphipathic Peptides at the Air-Water Interface by X-Ray Reflectometry2021

    • 著者名/発表者名
      Mari Okuno, Makoto Itagaki, Taka-aki Ishibashi, and Yohko F. Yano
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 37 ページ: 1505-1509

    • DOI

      10.2116/analsci.21P068

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recent progress of vibrational spectroscopic study on the interfacial structure of biomimetic membranes2021

    • 著者名/発表者名
      Shan-Shan. Li, Zi-Hao Li, Li Wu, Taka-aki Ishibashi* and Xiu-E Jiang*
    • 雑誌名

      Chinese Journal of Analytical Chemistry

      巻: 49 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1016/j.cjac.2021.06.003

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Time-resolved IR spectroscopy of photo-induced ring opening and closure reactions between 2-hydroxychalcone and flav-3-en-2-ol2021

    • 著者名/発表者名
      Masato Kondoh and Taka-aki Ishibashi
    • 学会等名
      The Pacifichem 2021 meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Heterodyne-detected chiral VSFG of bulk liquids and liquid interfaces2021

    • 著者名/発表者名
      Taka-aki Ishibashi
    • 学会等名
      The Pacifichem 2021 meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] バルビツール酸水溶液上のジドデシルメラミン超分子単分子膜のHD-VSFGスペクトルの下層液濃度依存性2021

    • 著者名/発表者名
      山田周平・有賀克彦・石橋孝章
    • 学会等名
      日本分光学会年次講演会
  • [学会発表] 全内部反射ラマン分光による固液界面リン脂質二重膜とアラメチシンの相互作用観測の試み2021

    • 著者名/発表者名
      佐野有里紗・近藤正人・川村出・石橋孝章
    • 学会等名
      全内部反射ラマン分光による固液界面リン脂質二重膜とアラメチシンの相互作用観測の試み
  • [学会発表] 表面圧で構造変化するらせん型Ni(salen)錯体Langmuir膜のHD-VSFG分光2021

    • 著者名/発表者名
      西山湧貴・野嶋優妃・秋根茂久・有賀克彦・石橋孝章
    • 学会等名
      日本分光学会年次講演会
  • [学会発表] VSFG分光で観るSHG活性色素Ap3の平面支持脂質二重膜への吸脱着過程2021

    • 著者名/発表者名
      近藤正人・中島晃希・新井達郎・石橋孝章
    • 学会等名
      分子科学討論会
  • [学会発表] 固液界面におけるリン脂質二重膜と膜透過ペプチドの全内部反射ラマンスペクトル測定2021

    • 著者名/発表者名
      佐野有里紗・近藤正人・川村出・石橋孝章
    • 学会等名
      分子科学討論会
  • [学会発表] 鎖長が異なる脂肪酸Gibbs膜のHD-VSFG分光2021

    • 著者名/発表者名
      野嶋優妃・李正林・石橋孝章
    • 学会等名
      分子科学討論会
  • [学会発表] VSFG分光法とDFT計算によるメラミン誘導体とチミンがつくる超分子構造の研究2021

    • 著者名/発表者名
      山田周平・有賀克彦・石橋孝章
    • 学会等名
      分子科学討論会
  • [学会発表] 非光反応性タンパク質の紫外光励起過渡回折格子信号とその起源の検討2021

    • 著者名/発表者名
      永山弘季・近藤正人・田島優衣・石橋孝章
    • 学会等名
      分子科学討論会

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公開日: 2022-12-28  

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