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2015 年度 実績報告書

気相水和クラスターを用いた核酸塩基水和構造のモデリング:ヌクレオチドへの展開

研究課題

研究課題/領域番号 25410023
研究機関横浜市立大学

研究代表者

三枝 洋之  横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科, 教授 (90162180)

研究分担者 塚本 眞幸  名古屋大学, 情報科学研究科, 助教 (10362295)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード中赤外レーザー分光 / 尿酸 / レーザー脱離 / ローカルモード結合 / CO伸縮振動
研究実績の概要

25-26年度の研究費により整備した中赤外レーザー分光装置を用いて、代表的な生体分子の一つである尿酸のカルボニル基(C=O)伸縮振動領域の赤外スペクトルを測定した。その結果、尿酸の一水和物の2つの構造異性体について、水和サイトによりローカルモード結合様式に大きな違いがあることを見出した。更にこのモード結合様式の水素結合サイト依存性を利用することで、以前に報告した近赤外領域のスペクトルからでは帰属が困難だった、尿酸-メラミンの水素結合錯体の構造決定を明確に行うことができた。この成果は、英国化学会誌のPhysical Chemistry Chemical Physicsに公表した。
また我々の研究グループは、フランスで生体分子の赤外レーザー分光を行っているMichel Mons博士のグループ(CEA)と共同研究を行ってきた。本研究グループで博士号を取得した浅見祐也が、Mons博士の研究室で博士研究員として一年滞在し、DNA塩基グアニンに関する共同研究を行った。DNA中に存在するグアニンのケト互変異性体は、電子励起状態の寿命が短いため、ナノ秒UVレーザー光によるイオン化では観測できないとされてきた。そこで、グアニンの一部をナフチル基で化学修飾し電子励起状態の寿命を長くすることを試みた結果、世界で初めてグアニンのケト体を観測することに成功した。更にこの修飾グアニンのC=O伸縮振動スペクトルを測定し、ケト互変異性体であることを明確に示した。この成果は、米国化学会誌Journal of Physical Chemistry Aに公表した。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] フランス原子エネルギー研究所(CEA)/Dr. Michel Mons(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      フランス原子エネルギー研究所(CEA)/Dr. Michel Mons
  • [国際共同研究] ミュンヘン工科大学化学科/Dr. Deniz Tuna(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      ミュンヘン工科大学化学科/Dr. Deniz Tuna
  • [国際共同研究] マックス-プランク研究所/Professor Wolfgang Domcke(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      マックス-プランク研究所/Professor Wolfgang Domcke
  • [雑誌論文] Effective strategy for conformer-selective detection of short-lived excited state species: Application to the IR spectroscopy of the N1H keto tautomer of guanine2016

    • 著者名/発表者名
      H. Asami, M. Tokugawa, Y. Masaki, S. Ishiuchi, E. Gloaguen, K. Seio, H. Saigusa, M. Fujii, M. Sekine, and M. Mons
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry A

      巻: 120 ページ: 2179-2184

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.6b01194

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hydrogen-bonding interactions of uric acid complexes with water/melamine by mid-infrared spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      H. Saigusa, D. Nakamura, S. Urashima
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 17 ページ: 23026-23033

    • DOI

      10.1039/c5cp03494a

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Hydrogen-bonding interactions of uric acid complexes with water/melamine identified by near- and mid-IR spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      H. Saigusa
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Laser desorption of nucleic acid components and their structural characterization by IR spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      H. Saigusa
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 中赤外分光による尿酸‐水及びメラミン錯体の水素結合構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      三枝洋之, 中村大介, 浦島周平
    • 学会等名
      第9回分子科学討論会 2015東京
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [備考] 三枝研ホームページ

    • URL

      http://laser.sci.yokohama-cu.ac.jp/

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公開日: 2017-01-06  

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