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2022 年度 実績報告書

固液界面を利用した水溶液中のタンパク質振動スペクトルの測定と分子間相互作用の検出

研究課題

研究課題/領域番号 20K05415
研究機関筑波大学

研究代表者

近藤 正人  筑波大学, 数理物質系, 助教 (20611221)

研究分担者 石橋 孝章  筑波大学, 数理物質系, 教授 (70232337)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード振動和周波発生分光 / シリカコート / シランカップリング / 界面 / 振動スペクトル / 基板支持脂質二分子膜
研究実績の概要

固体と液体の(固液)界面にタンパク質を固定し,界面敏感な振動分光法である振動和周波発生(SFG)分光を適用する.この着想に基づき,水溶液中のタンパク質の振動スペクトルの高感度測定を実現することが,本研究の目的である.
前年度までに,シリカ薄膜をコートしたCaF2基板の作製に取り組み,この基板のシリカ上に準備したシランカップリング膜の振動SFGスペクトルを,基板と空気,および,基板と水の固液界面で得る段階まで到達した.この試験では,ポリエチレングリコール(PEG)鎖を含む親水性のシランカップリング剤を用い,水層を下側,つまり,PEG鎖を下側に向けた配置で測定した.固液界面で得たスペクトルのCHバンドの符号が,この向きと矛盾していなかったことから,妥当なスペクトルが得られたと判断した.
最終年度の研究は,この試料のスペクトルの再現性を得る実験から開始した.だが,すぐに大きな問題に気づいた.それは,基板のシリカコート面に準備した試料のスペクトルが,数日の時間スケールで変化してしまうことである.詳しく調べるため,リン脂質のラングミュアブロジェット(LB)膜を,シリカコートした面としていない面それぞれに準備し,各々のスペクトルの経時変化を追う実験を行った.その結果,明らかに,コートした面の劣化が大きいことを見出した.シリカコートには,スパッタ法を用いている.そこで,その条件を再検討し,基板の質を改善する試みを行った.だが,その途中,シリカコート面に準備したLB膜から,SFG信号が全く見られなくなるという,より深刻な問題が生じた.原子間力顕微鏡で調べ,その要因は平面性の劣化であると分かりつつあるが,現時点でも解決できていない.年度後半は,その解決と並行して,この問題に影響されずに行える実験として,固液界面の脂質二分子膜と相互作用したペプチドの振動スペクトルを得る研究を計画し,進めた.

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Total Internal Reflection Raman Spectra of Alamethicin Interacting with Supported Lipid Bilayers at a Silica/Water Interface2022

    • 著者名/発表者名
      Masato Kondoh, Arisa Sano, Izuru Kawamura, Taka-aki Ishibashi
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 126 ページ: 10712-10720

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.2c06371

    • 査読あり
  • [学会発表] 全内部反射ラマン分光による膜結合ペプチドと基板支持脂質二分子膜の相互作用の観測2022

    • 著者名/発表者名
      近藤正人,佐野有里紗,鈴木沙弥,石橋孝章
    • 学会等名
      第16回分子科学討論会
  • [学会発表] リン脂質二分子膜中のグラミシジンAの全内部反射ラマンスペクトル測定2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木沙弥,近藤正人,石橋孝章
    • 学会等名
      第16回分子科学討論会
  • [学会発表] 4’-ジヘキシルアミノ-4-スルホアゾベンゼン水溶液上の脂質単分子膜のHD-VSFG分光2022

    • 著者名/発表者名
      篠田亮介,近藤正人,百武篤也,石橋孝章
    • 学会等名
      第16回分子科学討論会

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公開日: 2023-12-25  

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