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蛋白質の内部結合水の中には単に空間を充填するだけでなく、機能に重要な役割を演ずる水分子の存在が考えられている。我々は、光駆動プロトンポンプ蛋白質であるバクテリオロドプシンに対する精緻な低温赤外分光により、内部結合水の重要なはたらきを明らかにしてきた。本研究では、我々が低温で捉えた実験結果が、蛋白質が実際に機能する室温でも同様に起こるのかどうかを確かめるため、時間分解赤外分光を用いた解析により明らかにすることを目指している。水分子の振動バンドを室温で捉えることはきわめてチャレンジングな実験テーマであるが、ステップスキャン法を用いた時間分解赤外分光計測を最適化することによって、水分子の信号の実時間計測に挑んでいる。
2年のうちの初年度となる本年度は、水分子を捉えるための測定系を最適化することを計画していたが、幸い予想以上の進展があり、Biochemistry誌に論文発表することができた。この実験結果によれば、マイクロ秒の領域で過渡的な温度上昇による見かけのスペクトル変化が起こるのでL中間体における水分子の解析においては、これを正確に補正することが重要であることがわかった。実際に、米国のMaedaらによる同様の報告では温度上昇の補正をしておらず、時間分解法で水を捉えることの難しさを物語っている。温度上昇成分を補正した結果、興味深いことに、L中間体の水は室温と低温で大きく異なっていた一方、M中間体の水は室温と低温でほぼ同じ水素結合構造をしていることがわかった。時間分解法の重要性を示す結果と言うことができる。
時間分解赤外分光法以外の計測の結果も含め、2008年には14編の原著論文を世に出すことができた。また、平成20年度には13件の招待講演を含む51件の学会発表を行った。
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