溶存状態下における生体関連分子の微視的構造解析

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12640534
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 亀田 恭男 山形大学, 理学部, 教授 (60202024)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 臼杵 毅 山形大学, 理学部, 助教授 (70250909) ; 植村 治 山形大学, 理学部, 教授 (30007166)
• Keywords: 生体関連分子 / 同位体置換法 / 中性子回折 / X線回折 / アミノ酸水溶液 / 尿素分子 / 水和構造 / 分子間水素結合

Research Abstract

溶存状態下における生体関連分子の水和構造を部分分布関数レベルで明らかにする目的で、本研究では以下の溶液系について構造解析を実施した。
1.^<14>N/^<15>NおよびH/D同位体置換法中性子回折による8mol%塩化アンモニウム水溶液の構造解析
2.^<14>N/^<15>NおよびH/D同位体置換法中性子回折による15mol%尿素水溶液の構造解析
3.^<14>N/^<15>NおよびH/D同位体置換法中性子回折による3mol%アラニン水溶液の構造解析
4.^<14>N/^<15>NおよびH/D同位体置換法中性子回折による酸性およびアルカリ性2mol%グリシン水溶液の構造解析
5.X線および中性子回折による8mol%酢酸ナトリウム水溶液の構造解析
以上の研究により、生体分子を構成する主要な官能基である、アミノ基およびカルボキシル基周囲の最近接水分子の水和構造に関する新しい詳細な知見を得ることができた。さらに、グリシン分子のメチル基周囲の水和構造に関する知見を得ることができた。
高い統計精度のX繰回折データを短時間で取得でき、かつ既存のθ-θ型X線回折計に装着可能なイメージングプレートホルダーを設計、製作した。
KCl、NaCl等標準粉末結晶試料のデータを基に、装置パラメータの決定を行ない、液体標準試料としてH_2Oの測定を完了した。現在、データ解析プログラムの整備を行なっている。

Research Products

• [Publications] K.Sugawara et al.: "Hydration Structure of Glycine Molecules in Aqueous Alkaline Solutions"Bulletin of the Chemical Society of Japan. 73. 1967-1972 (2000)
• [Publications] Y.Kameda et al.: "Structure of Concentrated Aqueous NH_4Cl Solutions Studied by Neutron Diffraction with ^<14>N/^<15>N and H/D Isotopic Substitution Technique"Journal of the Physical Society of Japan,Supplement A. 70. 362-364 (2001)
• [Publications] K.Sugawara et al.: "Hydration Structure of Glycine Molecules in Aqueous Acidic Solutions"Journal of the Physical Society of Japan,Supplement A. 70. 365-367 (2001)
• [Publications] M.Imano et al.: "Hydrogen-bonded Structure in Highly Concentrated Aqueous LiBr Solutions"Journal of the Physical Society of Japan,Supplement A. 70. 368-370 (2001)
• [Publications] H.Naganuma et al.: "Neutron and X-ray Diffraction Studies on the Structure of Concentrated Aqueous Sodium Acetate Solutions"Journal of the Physical Society of Japan,Supplement A. 70. 356-358 (2001)
• [Publications] K.Mochiduki et al.: "Hydration Structure of the Potassium Ion Determined by Combined Analysis of Neutron and X-ray Diffraction Data"Journal of the Physical Society of Japan,Supplement A. 70. 371-373 (2001)
• [Publications] Y.Kameda et al.: "Solvation Structure of Lithium Bromide in Concentrated Acetone Solutions"Bulletin of the Chemical Society of Japan. 74. 1009-1014 (2001)
• [Publications] Y.Kameda et al.: "Neutron Diffraction and MD Studies of LiBr Hydrated Melts"Journal of Non-Crystalline Solids. 293-295. 600-606 (2001)